ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Регулирование качества продукта из "Динамика процессов химической технологии" На рис. 20 показана принципиальная схема системы регулирования качества продукта. [c.57] Прибор измеряет качество продукта и вырабатывает сигнал Рлз ., поступающий на регулятор качества. Измеренное значение качества сравнивается с его заданным значением Рзд. величина рассогласования р=Рзд.—Ризм. используется для приведения Б действие управляющих элементов автоматического регулятора с целью изменения качества р. продукта или поддержания постоянства величины р путем компенсации различных приложенных к объекту возмущающих воздействий О. [c.57] Для упрощения анализа рассмотрим случай, когда качество р,(0 продукта определяется только одним возмущающим воздействием О и одним регулирующим воздействием М, т. е. [c.58] Уравнение (I, 79) представляет собой статическое соотношение между величинами Ар,, АМ и АО. Значения постоянных /СрИ К определяются экспериментально на производственной установке. [c.58] Предположим, что реактор обладает идеальными динамическими свойствами, т. е. будем считать, что возмущение О мгновенно вызывает изменение качества продукта р,, а изменение М в свою очередь будет мгновенно компенсировать изменение О (величина М изменяется одновременно с величиной ) и в направлении, противоположном направлению изменения последней). ч. [c.58] Аналогичное запаздывание процесса перемешивания, характеризующееся постоянными времени и Хд, наблюдается в барабанной сушилке 5 (см. рис. 19), промежуточном бункере и хранилище конечного продукта. [c.58] Для удобства и упрощения задачи можно положить Л(5)= . Это значит, что измерение параметра Рд производится безынерционным прибором с высокой точностью. [c.59] Аналогично для простоты управляющий элемент можно выбрать с такой характеристикой, чтобы B(s) = Kb- Комбинируя уравнения звеньев (1,80)—(1,85), получим уравнение, описывающее влияние возмущения D(s) на качество Pg(s) конечного продукта. На рис. 21 показана общая структурная схема процесса. [c.59] Исследование передаточной функции ХУ1 разомкнутой системы регулирования позволяет найти динамическую характеристику замкнутой системы регулирования. Действительно, если принять, что заданное значение параметра регулирования является постоянным, то передаточная функция ХУ1 разомкнутой системы будет выражать динамическую характеристику регулятора р Ю. [c.60] Выясним теперь, можно ли обеспечить устойчивость системы автоматического регулирования качества, если она состоит из идеального (безынерционного) измерительного элемента, сравнивающих и регулирующих устройств, а также звеньев, соответствующих операциям перемешивания и перемещения продукта. Если устойчивость этой системы обеспечена, определим также, с какой точностью будет осуществляться регулирование качества Pg конечного продукта при возмущении D. [c.61] Абсолютная устойчивость системы может быть определена путем решения уравнения l-j-XYZ=0, т. е. путем нахождения корней этого уравнения, рассматриваемых как функции переменной величины S. Однако ввиду наличия члена уравнение является трансцендентным, что делает довольно сложным отыскание его корней аналитическим методом. Применение для этой цели графического метода более практично. Для обеспечения абсолютной устойчивости коэффициент усиления системы КрКв следует выбрать так, чтобы все корни s уравнения 1+XFZ=0 были отрицательными или имели отрицательные вещественные части. Не должно быть чисто мнимых корней и ни один из них не должен быть положительным или иметь положительную вещественную часть. [c.61] Однако для обеспечения удовлетворительной работы регулятора качества продукта одной абсолютной устойчивости еще недостаточно. Условие устойчивости просто гарантирует, что регулятор не будет работать как генератор колебаний. Для создания соответствующего запаса устойчивости необходимо, чтобы система не давала слишком большого отклонения регулируемой величины Pg(s) при синусоидальном возмущении D(i). Если же к системе приложено некоторое импульсное возмущение D t), то огибающая, ограничивающая динамическую характеристику pg t), должна иметь определенный логарифмический декремент затухания. [c.61] Амплитудночастотную характеристику можно аппроксимировать при помощи асимптот. Истинная характеристика представляет собой кривую, несколько смещенную от асимптот. Частоты со= 1/х и со= I-.g называют частотами в точке излома характеристики . [c.62] Они численно равны обратной величине постоянной времени звеньев системы, соответствующих операции перемешивания. [c.63] Поэтому фазочастотную характеристику для ф(/со) можно построить сложением указанных составляющих. Сначала строят кривую е/, которая проходит через точку с абсциссой и ординатой —т /4 рад, или —45°. Величина ф стремится к нулю при о)- 0 и к —тг/2 при неограниченном возрастании со. Для сопрягающей частоты (0 может быть построена другая кривая gh, по виду аналогичная кривой е/. Ордината этой кривой изменяется в пределах от —тг/2 до —тг при изменении со от О до . Частоте со =1/т соответствует фазовый угол —135°. Затем, складывая, величины ф +фg., строят кривую ег/г. Теперь для получения фазочастотной характеристики ординаты кривой еШ должны быть суммированы с соответствующими значениями сдвига фазы /аю. [c.63] Условие ограниченного резонанса можно получить графически. Оно соответствует касанию кривой Мр геометрического меСта XYZ. Графическое решение позволяет определить коэффициент усиления КрКв и резонансную частоту Шр замкнутой системы для частного значения отношения Pg/Рзд. в условиях резонанса. Найденная таким путем величина К Кв является практически максимальным коэффициентом усиления системы регулирования. Графическое исследование дает возможность не только найти максимальное допустимое значение коэффициента усиления замкнутой системы регулирования и резонансную частоту сЛр для заданного значения М , но и построить характеристику регулятора p j(u)ID j(u). [c.64] На рис. 26 показано соотношение между коэффициентом усиления системы К, резонансной амплитудой Мр и безразмерным коэффициентом у.=а/х. Эта диаграмма ,позволяет выбрать характеристики простых замкнутых систем регулирования качества, содержащих звено запаздывания (постоянная времени т ), соответствующее операции перемешивания, и звено с полным транспортным запаздыванием а. [c.66] Диаграмму можно применить для анализа схем с любым расположением смесителей и с любыми расстояниями перемещения материалов. Однако при определении изменения качества продукта в стационарном состоянии при некотором возмущении следует руководствоваться кратко описанной выше методикой, основанной на использовании уравнения (I, 94). [c.66] Вернуться к основной статье