Автоматизация технологических процессов и объектов

Уравнение динамики в приращениях:

(после постановки начальных условий в выражение (1), вычитания уравнения статики(2) и приведения подобных членов):

Уравнение динамики с безразмерными переменными:

Нормализованное уравнение динамики объекта во вр

еменной области без учёта транспортного запаздывания:

Уравнение динамики по каналу управления GА-ССМ во временной области с учётом транспортного запаздывания:

Передаточная функция объекта по каналу управления GА-ССМ :

где:

где VТРУБ – объём трубопровода от Р.О. до входа в аппарат.

Анализ уравнения динамики на основе материального баланса по всему веществу

Уравнение динамики:

Начальные условия для вывода передаточной функции по каналу управления GБ-hCM:

Уравнение статики:

Уравнение динамики в приращениях:

(после подстановки начальных условий в выражение (1), вычитания уравнения статики (2) и приведения подобных членов)

Уравнение динамики с безразмерными переменными:

Нормализованное уравнение динамики объекта во временной области:

Уравнение динамики по каналу управления GБ-hCM во временной области с учётом транспортного запаздывания:

Передаточная функция объекта по каналу управления GБ-hCM:

где:

Анализ статической характеристики объекта

Уравнение статики на основе материального баланса по целевому компоненту:

Анализ выражения (2) показывает, что:

• Статическая характеристика линейная по каналам: СА - Ссм; Сь - Ссм;

• Статическая характеристика нелинейная по каналам G Л - Ссм; G Б - Ссм.

Линеаризованное представление статистической характеристики на основе стабилизации соотношения расходов :

Линеаризованное представление статической характеристики через разложение в ряд Тейлора:

Обозначим:

Линеаризованное представление приращения выходной переменной через приращения всех возможных входных переменных:

Типовая схема автоматизации процесса перемешивания

Типовое решение автоматизации.

1. Регулирование

• Регулирование концентрации Ссм по подаче реагента GA - как показателя эффективности процесса перемешивания с целью получения гомогенизированного раствора.

• Регулирование уровня в аппарате hCM по подаче реагента Gb - для обеспечения материального баланса по жидкой фазе.

2. Контроль.

• расходы - GA, Gk, Gcm ;

• концентрация - Ссм;

• уровень - hCM-

3. Сигнализация.

• существенные отклонения Ссм и hCM от задания;

• резкое падение расходов исходных реагентов GA^ или GB^, при этом формируется сигнал «В схему защиты».

4. Система защиты.

По сигналу «В схему защиты» - отключаются магистрали подачи реагентов GA , GB и отбора смеси GCM.

Лекция №12. Регулирование кожухотрубных теплообменников

Рассмотрим теплообменники с изменяющимся агрегатным состоянием веществ. Особенность этих теплообменников как объектов регулирования состоит в том, что при постоянном давлении /у и отсутствии переохлаждения образующегося конденсата (или V\_y перегрева образующегося пара) температура жидкой и паровой фаз одинакова и по ней нельзя судить об интенсивности процесса испарения или конденсации. В этом случае основным показателем процесса теплообмена является уровень жидкой фазы.

Постоянство температуры в той части теплообменника, где происходит конденсация или испарение вещества, позволяет рассматривать ее как звено с сосредоточенными параметрами. Ту часть теплообменника, в которой происходит лишь нагрев или охлаждение вещества и температура изменяется по длине теплообменника, следует рассматривать как звено с распределенными параметрами.

Рис. 1. Принципиальная схема парожидкостного теплообменника.

Для теплообменников этого типа задача регулирования и выбор системы автоматизации диктуются назначением аппарата. В теплообменниках, предназначенных для нагрева вещества до заданной температуры за счет тепла конденсации греющего пара (или для охлаждения вещества за счет отбора тепла испаряющейся жидкостью), задачей регулирования является стабилизация температуры технологического потока на выходе из теплообменника. В испарителях или конденсаторах, предназначенных для испарения или конденсации технологического потока, задача регулирования сводится к поддержанию материального баланса по технологическому потоку.

Рассмотрим особенности динамических характеристик этого типа теплообменников на примере кожухотрубного парожидкостного теплообменника, предназначенного для нагрева жидкости от температуры до (рис. 1). Примем, что пар — насыщенный, а конденсат отводится при температуре конденсации.

Рассмотрим несколько вариантов систем регулирования выходной температуры технологического потока в паровых теплообменниках на примере парожидкостного теплообменника.

Вариант 1. Одноконтурная замкнутая АСР (рис. 2.45) при использовании ПИ- или ПИД-регулятора гарантирует регулирование температуры без статической ошибки, однако при сильных возмущениях по расходу или температуре жидкости качество переходного процесса может оказаться неудовлетворительным.

 Скачать реферат