|
Принципиальные электрические схемы в общем виде должны содержать:
1) цепи питания;
2) элементы схем контроля, регулирования, блокировок и сигнализации;
3) контакты приборов и ключей;
4) диаграммы таблицы включений контактов ключей, переключателей, выключателей;
5) линии связи между элементами схемы;
6) необходимые пояснения и примечания.
Рекомендуется на левой части листа располагать основную
схему, затем диаграммы и таблицы, поясняющие ее работу,
а справа — текстовой материал таким образом, чтобы был ясен принцип действия, последовательность, режим и порядок работы узла или системы в целом. Принципиальные электрические схемы составляются с использованием условных графических изображений. Контакты реле, коммутирующих устройств, приборов показываются в положении, при котором отсутствует ток в цепях. Положения переключателей оговариваются в примечании.
Подробно методика составления проектной документации изложена в справочном пособии А. И. Емельянова и О. В. Капника «Проектирование систем автоматизации технологических процессов».
Исследование объектов управления
Выбор типа автоматического регулятора производится с учетом свойств объекта регулирования и заданных параметров качества переходного процесса. Свойства объекта регулирования определяются, как правило, экспериментально из переходной характеристики объекта. Для построения этой характеристики на вход объета подают возмущающее воздействие стандартного типа. На выходе объекта осуществляют запись изменения регулируемой величины во времени. Для этого технологический объект оснащают соответствующей аппаратурой для нанесения входных типовых возмущений и определения его ответной реакции во времени. Перед нанесением возмущения объект исследования приводят в равновесное состояние, т. е. стабилизируют технологический процесс. Если на объекте функционирует система управления,— ее размыкают.
Возмущение наносят в зависимости от конструктивных особенностей резким перемещением исполнительного механизма или непосредственно регулирующим органом. При этом отмечают величину и момент нанесения возмущения. Изменение выходной величины регистрируют до тех пор, пока она не примет нового установившегося значения (объект устойчивый) или пока скорость изменения выходной величины не станет постоянной (объект нейтральный).
Величина возмущения не должна быть чрезмерной, чтобы не вызвать выход объекта за пределы ограничений, установленных технологическими соображениями, т. е. чтобы не привести объект к аварийному состоянию. Если есть опасность того, что ступенчатое возмущающее воздействие все же приведет к нарушению нормального режима работы объекта вследствие отклонения регулируемой величины от допустимых значений, снимают импульсную переходную характеристику. Для этого на вход объекта последовательно наносят импульсное возмущение в виде двух ступенчатых возмущений, равных по величине, но противоположных по направлению, с постоянным временным интервалом. Изменение выходной величины регистрируется до тех пор, пока скорость ее изменения не станет равной нулю. При этом выходная величина может принять то же значение, что и до нанесения возмущения (объект устойчивый) или другое значение (объект нейтральный). Для получения достоверной переходной характеристики, исключающей влияние всевозможных помех, эксперимент повторяют несколько раз, а результаты усредняют. По полученным точкам строят кривую разгона.
На рис. 16.1 представлены кривые разгона для одно и двух емкостных объектов регулирования. По ним определяются свойства этих объектов. Объекты 2-го порядка можно аппроксимировать двумя последовательно соединенными звеньями. Например, устойчивые объекты 2-го порядка — звеном запаздывания и апериодическим звеном 1-го порядка. Для этого через точку перегиба кривой разгона проводят касательную до пересечения с осью абсцисс в точке б и принимают, что выходная величина объекта изменяется по кривой Оба и далее по переходной характеристике. Время запаздывания т и постоянную времени объекта Т0 находят по соответствующим отрезкам Об и бв.
Передаточный коэффициент объекта k0 определяют как разность между начальным и новым установившимся значением регулируемой величины. Такую аппроксимацию объектов обычно применяют для определения свойств объектов с целью последующего выбора регулятора и нахождения оптимальных значений настроечных параметров регулятора.
Определив свойства объекта регулирования по переходной характеристике, для выбора типа автоматического регулятора следует выявить необходимые параметры качества переходного процесса. Выбор регулятора с тем или иным законом регулирования определяется требованиями технологического процесса, протекающего в объекте, к качеству автоматического регулирования. При этом необходимо учесть требования к переходному процессу при работе автоматической системы регулирования, которыми являются следующие значения: максимальное динамическое отклонение регулируемой величины от заданного значения, степень колебательности переходного процесса, время регулирования, установившаяся ошибка.
При определении качества работы автоматической системы с регуляторами, имеющими различные законы регулирования, следует сравнивать показатели качества регулирования с типовыми переходными процессами регулирования, принимаемыми за оптимальные. Для непрерывных технологических процессов промышленности строительных материалов применимы три оптимальных переходных процесса регулирования:
1) апериодический процесс с минимальным временем регулирования выходной величины объекта управления, характеризующийся отсутствием перерегулирования (рис. 16.2,а);
2) колебательный процесс с 20 %-ным перерегулированием (рис. 16.2,6);
3) колебательный процесс с минимальной квадратичной площадью отклонения; этот процесс отличается наибольшим перерегулированием (рис. 16.2,в).
Выбор того или иного типового процесса регулирования определяется требованиями технологии. В одном случае эти требования сводятся к обеспечению минимального значения динамической ошибки регулирования, в другом — к минимальному значению времени регулирования, в третьем — к минимальной степени колебательности переходного процесса и т. д.
Как отмечалось выше, закон регулирования, а следовательно, и тип автоматического регулятора выбираются с учетом свойств объекта управления и заданных параметров качества переходного процесса. Свойства объекта характеризуются переходным процессом и его характеристиками. В свою очередь характер переходного процесса и качество регулирования определяются как выбранным типом автоматического регулятора, так и параметрами его настройки. Поэтому после определения динамических свойств объекта и требуемого качества регулирования выбирается закон регулирования и определяются параметры настройки регулятора.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 |