Описание объекта управления - Синтез АСР уровня моющего вещества в емкости для промывки изделий

Задачи управления технологическим процессом: минимизация (максимизация) некоторого критерия (себестоимость, затраты энергии и т. д.) при выполнении ограничений на технологические параметры, накладываемых регламентом. Решение этой задачи для всего процесса в целом затруднительно (много влияющих факторов), весь технологический процесс следует разбить на отдельные участки, причем, обычно участок соответствует законченной технологической операции, имеющей свою подзадачу, например, обработка молока. Технологические процессы одного типа (например, процессы нагрева) могут отличаться исполнением аппаратуры, физико-химическими свойствами участвующих в них потоков сырья и т. д. Однако они все протекают по одним и тем же законам и подчиняются общим закономерностям. Характер этих закономерностей в первую очередь определяется тем, какой параметр участвует в управлении.

К числу типовых технологических параметров, подлежащих контролю и регулированию, относят расход, уровень, давление, температуру и ряд показателей качества.

Регулирование расхода. Системы регулирования расхода характеризуются малой инерционностью и частотой пульсации параметра. Обычно управление расходом - это дросселирование потока вещества с помощью клапана или шибера; изменение напора в трубопроводе за счет изменения частоты вращения привода насоса, или степени байнапсирования (отведения части потока через дополнительные каналы).

Выбор закона регулирования зависит от требуемого качества стабилизации параметра.

Регулирования уровня. Системы регулирования уровня имеют те же особенности, что и системы регулирования расхода. Постоянство уровня свидетельствует о равенстве количеств подаваемой и расходуемой жидкости. Это условие может быть обеспечено воздействием на подачу или расход жидкости. Выбор закона регулирования также зависит от требуемого качества стабилизации параметра. При этом возможно использование не только пропорциональных, но также и позиционных регуляторов.

Регулирование давления. Постоянство давления, как и постоянство уровня, свидетельствует о материальном балансе объекта. Способы регулирования давления аналогичны способам регулирования уровня.

Регулирование температуры. Температура - показатель термодинамического состояния системы. Динамические характеристики системы регулирования температуры зависят от физико-химических параметров процесса и конструкции аппарата. Особенность такой системы - значительная инерционность объекта и нередко измерительного преобразователя. Выбор закона регулирования зависит от инерционности объекта: чем она больше, тем закон регулирования сложнее. Постоянная времени измерительного преобразователя может быть снижена за счет увеличения скорости движения теплоносителя, уменьшения толщины стенок защитного чехла (гильзы) и т. д.

Регулирование состава или качества продукта. При регулировании состава или качества продукта возможна ситуация, когда параметр (например, температуру воды) измеряют дискретно. В этой ситуации неизбежны потеря информации и снижение точности динамического процесса регулирования. В этом случае рекомендуется стабилизировать некоторый промежуточный параметр Y(t), значение которого зависит от основного регулируемого параметра - показателя качества продукта Y(tI).

Объект управления реализует процесс, который необходимо организовать для достижений поставленных целей. В теории управления объект рассматривается как преобразователь переменных входа U(t), F(t) в переменную выхода Y(t), как это показано на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Структурная схема объекта управления

Цель управления, в первую очередь, определяет ограничения на переменную выхода объекта Y(t). Неконтролируемые воздействия среды F(t), называемые возмущениями, вызывают нежелательные отклонения выхода объекта. Для уменьшения этих отклонений на объект оказывают соответствующие управляющие воздействия U(t). Теория управления изучает общие закономерности, присущие системам управления, независимо от их природы. Объекты управления могут быть техническими, экономическими, биологическими, социальными, военными и др.

При выборе нужного канала управления исходят из следующих соображений:

    - Из всех возможных регулирующих воздействий выбирают такой поток вещества или энергии, подаваемый в объект или отводимый из него, минимальное изменение которого вызывает максимальное изменение регулируемой величины, т. е. коэффициент усиления по выбранному каналу должен быть по возможности максимальным. Тогда, по данному каналу, можно обеспечить более точное регулирование; - Диапазон допустимого изменения управляющего сигнала должен быть достаточен для полной компенсации максимально возможных возмущений, возникающих в данном технологическом процессе, т. е. должен быть запас по мощности управления в данном канале; - Выбранный канал должен иметь благоприятные динамические свойства, т. е. запаздывание Ф и отношение Ф/Т, где Т - постоянная времени объекта, должны быть возможно меньшими. Кроме того, изменение статических и динамических параметров объекта по выбранному каналу при изменении нагрузки или во времени должны быть незначительными; - Выбранный канал регулирования должен быть согласован с технологическим регламентом ведения процесса.

Похожие статьи




Описание объекта управления - Синтез АСР уровня моющего вещества в емкости для промывки изделий

Предыдущая | Следующая