Разработка и анализ одноконтурной системы автоматического регулирования сепаратором

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Автоматизация играет решающую роль при организации промышленного производства Республики Казахстан: выпуск заданного количества продукции при минимуме материальных затрат и затрат ручного труда.

Автоматизация -- одно из направлений научно-технического прогресса, применение саморегулирующих технических средств, экономико-математических методов и систем управления, освобождающих человека от участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов или информации, существенно уменьшающих степень этого участия или трудоёмкость выполняемых операций.

В особенности актуальной автоматизация становится в отраслях промышленности Казахстана, конечная продукция которых находит массовый спрос у потребителя и используется практический во всех производственных процессах. Развитие современного производства идет по пути создания высокоэффективных промышленных установок, сопровождается интенсификацией технологических и производственных процессов и систем управления ими.

Система автоматического регулирования (САР) состоит из регулируемого объекта и элементов управления, которые воздействуют на объект при изменении одной или нескольких регулируемых переменных. Под влиянием входных сигналов (управления или возмущения), изменяются регулируемые переменные. Цель же регулирования заключается в формировании таких законов, при которых выходные регулируемые переменные мало отличались бы от требуемых значений. Решение данной задачи во многих случаях осложняется наличием случайных возмущений (помех). При этом необходимо выбирать такой закон регулирования, при котором сигналы управления проходили бы через систему с малыми искажениями, а сигналы шума практически не пропускались.

Целью настоящего курсового проекта является разработка и анализ одноконтурной системы автоматического регулирования сепаратором. Для реализации системы автоматического регулирования в данном курсовом проекте будут использованы прикладные методы расчета, которые находят широкое применение при наладке, проектировании и эксплуатации средств автоматизации. Исследование устойчивости системы является одним из центральных вопросов анализа решаемых с помощью теории автоматического управления.

В этом проекте будет использован частотный критерий Михайлова, представляющий косвенный метод исследования устойчивости системы. В результате решения вышеуказанных задач можно будет сделать вывод о работоспособности системы автоматического регулирования.

1. Описание исходной схемы автоматизации

В данном курсовом проекте будет разработана одноконтурная САР плотности суспензии сепаратора. Процесс обогащения в тяжёлых суспензиях основан на том что, в суспензии определённой плотности более лёгкие минералы всплывают на поверхность, а более тяжёлые тонут. Обязательным условием успешного обогащения в тяжёлых суспензиях является поддержание постоянства плотностью суспензии, которая зависит от объёмного соотношения твёрдых частиц и воды, должна поддерживаться с большой степенью точности. Регулирование плотности суспензии осуществляется путём добавок в неё воды. При повышении плотности суспензии САР обеспечивает автоматическую подачу воды для снижения плотности до заданного значения. При понижении плотности суспензии ниже заданного значения предусмотрена подача сигнала обслуживающему персоналу и снижение расхода воды. Плотность суспензии измеряется датчиком плотности DE (позиции 1.1), сигнал с которого по линии связи поступает на вторичный показывающий, регистрирующий прибор DIR (позиция 1.2) и далее на регулятор DC (позиция 1.3). Задание на регулятор подаётся от внешнего задатчика Н (позиция 1.4). Регулятор сравнивает текущее значение плотности с заданным значении и при их неравенстве вырабатывает сигнал, который через блок управления HS (позиция 1.5) поступает на исполнительный механизм (позиция 1.7). Управление исполнительным механизмом осуществляется через пускатель NS (позиция 1.6). Задача регулятора сводится к ликвидации отклонений регулируемой величины, вызванной действием возмущения, обеспечивающим равенство: y(t)=yзад(t), поэтому проектируемая САР будет стабилизирующей, так как предназначена для поддержания регулируемой величины на заданном значении, которое устанавливается постоянным.

Система будет замкнутой, так как предназначена для автоматического выполнения операций с зависимостью процесса управления от конечного результата. В этой системе предусмотрена цепь, соединяющая выход системы с устройством, где происходит сравнение выходного откорректированного сигнала системы - действительного значения управляемой величины с заданной.

По принципу регулирования САР будет по отклонению, так как система работает по отклонению регулируемой величины от заданного значения, регулятор сравнивает эти величины и при их рассогласовании вырабатывает регулирующее воздействие, которое воздействует на объект и приводит к уравновешиванию параметра.

По способу воздействия регулятора на объект система будет непрямого действия, потому что используется энергия от постороннего источника.

2. Характеристика объекта регулирования

Объектом регулирования проектируемой САР является тяжелосредный сепаратор. Сепаратор, как объект автоматизации представляет собой сложный объект, потому что в объект регулирования входит не только сам сепаратор, но и вспомогательное оборудование. Также необходимо учитывать транспортное запаздывание на грохоте, в желобах, на поверхности сепаратора. Управляющим воздействием является расход воды. Блок - схема типовых воздействий представлена на рисунке 1.

Входные воздействия: q, ф, d-расход, фрикционный состав и крупность материала; б - содержание полезного компонента в исходном материале; ц-вязкость суспензии; управляющие воздействия: qм- расход магнетита; qв -расход воды для тяжелосредных гидроциклонов; выходные показатели: гв и в-выход и качество концентрата; гх и х-выход и качество хвостов; гш - зашамленность суспензии; д- плотность суспензии



Рисунок 1 Блок-схема типовых воздействий

Сепаратор можно представить апериодическим звеном первого порядка с запаздыванием:

(1)

где К0-коэффициент передачи объекта

T0- постоянная времени объекта, с

ф0 -время запаздывания, с

Для количественной оценки динамических характеристик объекта регулирования строится переходная характеристика (кривая разгона), которая представлена в графической части проекта, согласно проекту задания. Динамические свойства объекта регулирования определяются следующим образом. Через точку перегиба временной характеристики объекта проводится касательная до пересечения с установившимся значением регулируемой величины (А) и осью абсцисс (С). Из точки А опускается перпендикуляр на ось абсцисс (Д). Отрезок ОС на оси абсцисс равен времени запаздывания объекта ф0=45с, отрезок СД - постоянная времени объекта =208с.

Коэффициент передачи находится по формуле:

 ( 2)

где - относительное изменение выходной величины

- относительное единичное воздействие

=в=0.3

=0.28•0.3=0.084

Определяется относительное изменение выходной величины:

, (3)

где начальное значение выходной величины, кг /м3

установившееся значение выходной величины, кг /м3

=>=17000.084+1700=1843 кг/ м3

3. Расчет и выбор регулятора

Под выбором регулятора подразумевается выбор необходимого закона регулирования. Чтобы выбрать стандартный регулятор необходимо знать, какое качество регулирования может быть достигнуто при установке регулятора с типовым законом регулирования. Значения настроечных параметров регулятора должны позволить получить такой переходной процесс, который в наилучшей мере соответствует технологическим условиям работы данного объекта.

Выбор регулятора и значения его настроечных параметров, определяется динамическими свойствами объекта регулирования, требованиями, предъявляемыми к качеству регулирования, величиной и характером возмущающих воздействий.

Таблица 1 Исходные данные для расчета регулятора

№ варианта	Тип переходного процесса	Динамические свойства объекта	Допустимые значения параметров качества переходного процесса	Xв
		K0	T0,с	ф0,с	y1.доп	yст.доп	tр доп,с
8	С минимальной квадратичной площадью отклонения	0.28	208	45	0.04	0.018	600	0.3

Расчет регулятора

Ориентировочно определяется характер действия регулятора по величине отношения времени запаздывания объекта и его постоянной времени. Практика показывает, что обеспечивает, удовлетворительное качество регулирования позиционный регулятор при:

(4)

где T0- постоянная времени объекта, с

ф0 -время запаздывания, с

Так как 0.2 - то выбирается регулятор непрерывного действия.

Находится максимальное отклонение регулируемой величины:

, (5)

где - величина возмущающего воздействия

Определяется динамический коэффициент передачи системы для всех типов регуляторов по графику:

П- регулятор: =0.3

И- регулятор:=0.49

ПИ-регулятор: =0.23

ПИД- регулятор:=0.17

Находится динамическая ошибка системы для всех типов регуляторов:

, (6)

П - регулятор:

И - регулятор: = 0.490.084=0.041

ПИ-регулятор:=0.230.084=0.019

ПИД -регулятор:=0.170.084=0.014

Осуществляется проверка на соблюдение условия:

(7)

П-регулятор:0.0250.04

И - регулятор: 0.0410.04

ПИ-регулятор:0.0190.04

ПИД-регулятор:0.0140.04

И - регулятор не обеспечивает заданное качество регулирования.

Определяется величина относительной статической ошибки - по графику только для П-регулятора.

Находится статическая ошибка регулирования для П-регулятора:

(8)

Осуществляется проверка на соблюдение условия:

, (9)

0.0170.018

П - регулятор обеспечивает заданное качество регулирования.

Определяется отношение по графику (приложение 3) для систем, оставшихся после первых двух проверок.

П - регулятор:

ПИ-регулятор: = 16

ПИД -регулятор: = 10

Определяется время регулирования , с:

, (10)

где - время регулирования, с

П- регулятор:=8=360с

ПИ-регулятор: =1645=720с

ПИД -регулятор: =10=450с

Осуществляется проверка на соблюдение условия:

, (11)

П - регулятор:360?600с

ПИ - регулятор:72600с не обеспечивает

ПИД-регулятор:450600с

Выбирается пропорциональный регулятор (П- регулятор), как более простой, с законом регулирования:

(12)

4. Определение настроечных параметров регулятора

Расчет параметров регулятора предусматривает определение численных значений параметров настройки, при которых переходные процессы в замкнутых автоматических системах удовлетворяют показателям качества, то есть, являются оптимальными. Оптимальные настроечные параметры регулятора будут определены графоаналитическим методом по монограммам. Применяемый графоаналитический метод расчета регулятора является приближенным, поэтому вычисленные значения параметров настройки требуют проверки, что будет осуществляться при оценке САР на устойчивость.

Определяется коэффициент передачи:

(13)

где

Находится предел пропорциональности, %:

(14)

Выбирается пропорциональный регулятор типа РП-5 с настроечным параметром д=, с линейными статическими характеристиками, представленными в таблице 2.

Таблица 2 Технические характеристики регулятора РП-5

Наименование характеристики	Значение
1	2
Количество входов: аналоговых дискретных	4 3
Входные аналоговые сигналы	постоянный ток 0-5 мА или 0-20 мА или 4-20 мА; напряжение постоянного тока 0-50 мВ; сигналы термосопротивлений ТСМ (- 50 - + 200 °С) или ТСП (- 50 - + 600 °С); сигналы термопар ТХА (К) (0 - 900 °С) или ТХК ( L ) (0 - 600 °С)
Входные дискретные сигналы	Сухой контакт (замкнут- разомкнут)
Количество выходов: дискретных импульсных	2 1
Выходные сигналы: импульсный дискретный	состояние бесконтактных ключей «Меньше» «Больше» с нагрузочной способностью 24 В, ток до 0,2 А; состояние бесконтактных ключей с нагрузочной способностью 24 В, ток до 0,2 А
Параметры настройки и диапазоны их установки:
сигнал задания	0- 100 %
зона нечувствительности	0,2-2 %
коэффициент передачи	0,5-5 %
постоянная времени интегрирования	5 - 500 с
постоянная времени дифференцирования	0- 100 с
постоянная времени демпфирования	0,4 -- 30 с
длительность выходного импульса	0,1 -- 1 с
уставки по сигналу рассогласования	0+ 100 %

Основные функции регулятора РП-5:

1) формирование совместно с электрическим исполнительным механизмом постоянной скорости П -, ПИ-, ПИД-, двух- и трехпозиционного законов регулирования;

2) формирование сигнала задания и его ручная установка;

3) программный выбор вида входного сигнала для каждого входа и его масштабирование;

4) алгебраическое суммирование входных аналоговых сигналов с сигналом задания, формирование сигнала рассогласования и преобразование его в цифровой код;

5) линеаризация характеристик датчиков ТСМ, ТСП, ТХА, ТХК;

6) автоматический, ручной и дистанционный режимы управления;

7) цифровая индикация сигнала контролируемого параметра как в %, так и в технических единицах, индикация сигнала задания;

8) контроль по цифровому индикатору всех параметров настройки и их изменение в режиме РАБОТА;

9) гальваническое разделение входных цепей от выходных и цепей питания;

10) самотестирование правильности конфигурирования, калибровки, пределов установки параметров и других неисправностей с выводом информации на цифровой индикатор;

11)сохранение установленных параметров при отключении напряжения питания.

возможность контроля и изменения всех параметров по открытому протоколу обмена RS-485.

5. Расчет и выбор регулирующего органа

Необходимым условием надежной работы САР является правильный выбор пропускной характеристики, и расчет условного прохода Р.О. Дроссельный Р.О. представляет собой переменное или пневматическое сопротивление, которое управляет расходом среды путем изменения проходного сечения. В связи с тем, что для заданного объекта регулирования внешние возмущения являются основными, то будет выбран дроссельный Р.О с линейной расходной характеристикой. Такой Р.О во всем диапазоне нагрузок имеет одинаковый коэффициент передачи.

Условный проход Р.О на жидкость выбирается по условной пропускной способности с последующей проверкой на влияние вязкости протекающей жидкости или на явление кавитации жидкости в зависимости от числа Рейнольдса.

Таблица 3 Исходные данные для расчета

Наименование	Обозначение	Численное значение
Среда	вода
Абсолютное давление воды в начале участка	P0	4кГс/см2 (0.4МПа)
Абсолютное давление в конце расчетного участка	Pк	1кГс/см2 (0.1МПа)
Максимальный расход воды	Qmax	40000кг/ч
Минимальный расход воды	Qmin	20000кг/ч
Температура воды	t1	200С
Длина трубопровода	l	40м

4 вентиля; 2 тройника; 1 диафрагма; 3 колена за регулирующим органом.

Рисунок 2 Схема установки регулирующего органа на трубопроводе

Расчет:

Определяется внутренний диаметр трубопровода, принимая среднюю скорость течения воды в трубопроводе W=2м/с

(15)

где Q м мах=40000кг/ч- максимальный массовый расход воды

с=998.2кг/м3- плотность воды в рабочих условиях, 200С

Принимается условный диаметр трубопровода Ду=90мм.

Определяется режим движения воды в трубопроводе

(16)

где м= 100.210-6кГс/м2-динамическая вязкость воды

Если Remin2000, то влияние вязкости на расход жидкости не учитывается, выполняется расчет на возможность возникновения кавитации.

Определяется коэффициент трения, при максимальном расходе воды

(17)

Уточняется скорость протекания воды по трубопроводу:

(18)

Определяются потери давления в трубопроводе при максимальном расходе:

 (19)

где ДРп - потери давления в прямых участках трубопровода, кГс/м2

ДРм- потери давления на местное сопротивление, кГс/м2

Потери в прямых участках трубопровода:

(20)

где с=плотность воды, кг /м3

Ду-условный диаметр трубопровода, м

g=9.81м/с2- ускорение свободного падения

=0.01447МПа

Потери давления в местных сопротивлениях трубопровода

(21)

где S-коэффициенты сопротивлений

Sвх=0.5 Sдиаф =51 =1.1 =0.1 =1

ДРт= 0.01447+0.14652=0.16МПа (1.6кГс/м2)

Определяется перепад давления на РО (регулирующем органе) при заданном максимальном расходе воды

, (22)

где =

=3-1.6=1.4кГс/см2 (140кПа)

Определяется максимальная расчетная пропускная способность с учетом коэффициента запаса з=1.2

(23)

где Qmax= максимальный массовый расход воды, кг/ч

с= 0.9982 кГс/см3- удельный вес воды в рабочих условиях

ДP -перепад давления на РО, кГс/см2

Предварительно выбирается Р.О с Кvy=50м3/ч, Ду=65мм, Ру=1.6 МПа типа VFG Danfoss. Расходная характеристика - линейная.

Выбранный регулирующий орган проверяется на возможность возникновения кавитации.

Определяется площадь сечения входного патрубка регулирующего органа:

(24)

где Ду- диаметр условного прохода, м

Определяется коэффициент сопротивления ж

 (25)

По графику определяем коэффициент кавитации:

Кс=0.88

Определяется перепад давления, при котором возникает кавитация

ДPкав= Кс (Р1?Рn) (26)

где Р1- абсолютное давление воды при максимальном расходе до Р.О

Рn-0.04325кГс/см2- абсолютное давление насыщенных паров жидкости при t0=200С

Р1=Р0?ДРт=4-1.6=2.4кГс/см2 [0.24МПа] (27)

ДРкав =0.88(2.4-0.04325)=2.07кГс/см2[0.207МПа]

Так как ДР ДРкав ,то есть 0.14МПа < 0.207МПа ,то окончательно принимается регулирующий орган VFG Danfoss, Кvy= 50м3/ч, Ду=65мм, Ру=1.6МПа с линейной пропускной характеристикой.

6. Расчет и выбор исполнительного механизма

Для управления регулирующим органом применяются электрические исполнительные механизмы однооборотные типа МЭО. Этот исполнительный механизм с постоянной скоростью, у которого выходное устройство осуществляет вращательное движение в пределах 0.25 или 0.63 оборота.

К основным элементам исполнительного механизма типа МЭО относятся: электродвигатель, редуктор, понижающий число оборотов, выходное устройство для соединения с РО, ручной привод, электрический магнитный тормоз, устройство обратной связи, дистанционный указатель положения и сигнализации.

Выбор исполнительного механизма осуществляется по перестановочному усилию, необходимому для перемещения затвора РО.

Рассчитывается перестановочное усилие по формуле

(28)

где- перестановочное усилие, Н;

- коэффициент запаса,=1.2-1.3;

-усилие статической неуравновешенности, Н;

-усилие динамической неуравновешенности, Н;

-давление среды на шток, Н;

-сила трения шток - направляющая втулка, Н

Усилие для односедельного РО:

, (29)

где - максимальный перепад давления на РО, МПа;

-неуравновешенная площадь затвора, м2

Неуравновешенная площадь затвора определяется по формуле:

), (30)

где Д3- наружный диаметр затвора односедельного клапана, м

Д3= 0.013 м, при Дкл= 65-100мм

dш - диаметр штока=0.01м

=0.14•54.1•10-6•106=7.6Н

Определяется усилие динамической неуравновешенности:

(31)

где Fc- площадь прохода седла, м2

щср- средняя скорость среды, м/с

с-плотность среды, кг/м3

g- ускорение свободного падения, 9.8м/с2

d- диаметр поршня, 0.015м

в- ширина опорной поверхности, 0.02м

S- перемещение затвора, 0.06м

=0.1362 •958Н

Определяется давление среды на шток

(32)

где- избыточное давление регулируемой среды, МПа

(33)

где Р0- абсолютное давление среды в трубопроводе в начале расчетного участка

Ри=0.4-0.1=0.3МПа

0.785•0.012•0.3•106=23.55Н

Определяется сила трения между штоком и направляющей втулкой

(34)

где- коэффициент трения для материала сталь- чугун, 0.07;

- зазор между втулкой и штоком, 0.002м;

- длина втулки, 0.02м;

- нагрузка на шток, Н

=0.07• •23.55=0.165Н

Определяется перестановочное усилие, необходимое для перемещения РО

Nп=n•(Nc+Nд+Nш+Nтр),

Nп=1.2•(7.6+958+23.55+0.165)=1187Н

Определяется крутящий момент на валу исполнительного механизма

М= Nп·l, (35)

где l- длина выходного рычага, 0.23м

М=1187•0.23=273Н•м

Принимается электрический исполнительный механизм однооборотный типа МЭО-630/63-0.25-82, его техническая характеристика приведена в таблице 3.

Таблица 3 Техническая характеристика исполнительного механизма

Модификация	Номинальый крутящий момент на валу, Н•м	Номинальное время полного хода выходного вала, с	Номиналь- ное напряжение питания при частоте 50Гц, В	Номинальный полный ход выходного вала, об	Потребляемая мощность, ВА	Габаритные размеры, мм	Масса, кг
МЭО-630/63-0.25-82	630	63	220	0.25	80	495	90

7. Разработка структурной схемы САР

Любая САР может быть представлена в виде набора типовых звеньев. Если эти звенья соединить так, чтобы воздействия через них проходили аналогично тому, как они проходят в реальной схеме, то будет получена структурная схема.

Для исходной САР плотности суспензии структурная схема будет иметь вид, представленный на рисунке 3.

Рисунок 3 Структурная схема САР

э. с. - элемент сравнения

УФЗР- устройство, формирующее закон регулирования

ИМ - исполнительный механизм

РО - регулирующий орган

О - объект регулирования

Д - датчик

Х3 (t) - задающее воздействие

y (t) -регулируемая величина

е(t) -сигнал рассогласования

На структурной схеме изображена отрицательная обратная связь, которая подает сигнал с выхода системы на ее вход, после чего этот сигнал сравнивается с задающим воздействием. Сигнал ОС подается с противоположным знаком, благодаря этому при значении регулируемой величины равной заданному, на вход УФЗР сигнал не поступает, САР находится в равновесии. В случае неравенства регулируемой величины и заданного значения возникает сигнал рассогласования, который подается на вход УФЗР, где вырабатывается сигнал по определенному закону. Так как, предварительно был выбран П- закон регулирования, то регулятор можно представить как звено с передаточной функцией:

(36)

Объект регулирования был определен как апериодическое звено с запаздыванием (см. 2). Апериодическое звено с запаздыванием можно представить как 2 апериодических последовательно соединенных звена.

(37)

В динамическом отношении датчик плотности представляет собой апериодическое звено первого порядка. Передаточная функция измерительного устройства запишется:

 (38)

где - коэффициент передачи измерительного устройства

- постоянная времени измерительного устройства

(39)

(40)

Тогда передаточная функция измерительного устройства запишется:

Исполнительный механизм и регулирующий орган представляют собой исполнительные устройства, которые можно представить усилительным звеном с передаточной функцией:

(41)

где Киу - коэффициент усиления исполнительного устройства

С учетом найденных передаточной функции звеньев структурная схема САР плотности примет вид, изображенный в графической части проекта.

8. Определение передаточной функции разомкнутого контура САР

Передаточная функция динамической системы (Wp)- это отношение изображения по Лапласу выходной величины к изображению по Лапласу входной величины при нулевых начальных условиях. Целью нахождения передаточной функции САР является описание динамических свойств элементов системы в форме, удобной для дальнейшего исследования.

Для получения разомкнутого контура САР необходимо разорвать встречно- параллельную связь между сумматором и звеном датчика, тогда для определения передаточной функции воспользуемся теоремой Оn последовательно соединенных звеньев.

n

(42)

K=1

Передаточная функция разомкнутого контура САР запишется как произведение последовательно соединенных звеньев:

(43)

9. Определение передаточной функции замкнутого контура САР

Для определения передаточной функции замкнутого контура САР необходимо воспользоваться теоремой о встречно- параллельном соединении звеньев, согласно которой передаточная функция запишется:

 (44)

В результате математических преобразований передаточная функция замкнутого контура САР будет иметь вид:

10. Оценка устойчивости разомкнутого контура САР

Исследование устойчивости системы является одним из центральных вопросов анализа, решаемых с помощью теории автоматического управления. При решении технических задач под устойчивостью понимают способность системы восстанавливать состояние равновесия, из которого она может быть выведена под влиянием возмущающих воздействий. Устойчивость - самое важное требование, предъявляемое к САР, является необходимым условием ее функционирования. Если САР не способна восстанавливать равновесное состояние по окончанию переходного процесса, то она не пригодна к практическому применению.

Оценка устойчивости разомкнутого контура САР будет произведена по критерию Гурвица. Для этого воспользуемся характеристическим уравнением разомкнутой САР, приравняв знаменатель передаточной функции к нулю.

Необходимым условием устойчивости системы при положительном значении всех коэффициентов характеристического уравнения является положительное значение всех определителей.

Записываются коэффициенты характеристического уравнения:

Находится определитель первого порядка:

Д1= а1 (45)

Находится определитель второго порядка:

(46)

(47)

На основании критерия Гурвица можно сделать вывод, что разомкнутая САР устойчива, поэтому имеет смысл исследовать на устойчивость замкнутую систему.

11. Оценка устойчивости замкнутого контура САР

Исследование устойчивости замкнутого контура САР плотности суспензии проводится с помощью частотного критерия Михайлова.

Замкнутая система устойчива, если годограф вектора ее характеристического уравнения n-й степени при изменении щ от 0 до ? начинается на положительной полуоси, проходит последовательно через n- квадрантов комплексной плоскости в направлении против часовой стрелки, не обращаясь при этом в нуль. Из передаточной функции Ф (р) записывается характеристическое уравнение замкнутой САР:

/ 2.2

Заменяется оператор Лапласа р на щ, то есть осуществляется переход к комплексным числам:

Определяется вещественная Р(щ) и мнимая jQ(щ) части характеристического уравнения:

Изменяя частоту щ от 0 до ? получается годограф Михайлова в комплексной плоскости в системе координат Р(щ) , jQ(щ).

Таблица 5 Значения Р(щ) ,jQ(щ) для построении годографа Михайлова

щ	0	0.004	0.015	0.019	0.03	0.04
Р(щ)	1	0.81	-1.7	-3.3	-9.8	-18.2
jQ(щ)	0	0.6	0.6	0.95	-3	-11.8
	I	I	II	II	III	III

Из построения годографа Михайлова (см. ГЧ) видно, что годограф, начинаясь на действительной положительной полуоси, обходит последовательно 3 квадранта, таков порядок характеристического уравнения замкнутой САР. Условия устойчивости САР по критерию Михайлова выполняются, из этого следует, что замкнутая САР плотности суспензии устойчива.

12. Заключение

Целью настоящего курсового проекта была разработка и анализ устойчивости САР плотности суспензии, что и было сделано. В результате составлена характеристика объекта регулирования- сепаратора, как инерционного звена первого порядка с запаздыванием. Графо - аналитическим методом найден П- закон регулирования, определены настроечные параметры регулятора, выбран регулятор РП-5.

Произведен расчет и выбор регулирующего органа и исполнительного механизма. В качестве регулирующего органа принят односедельный клапан типа VFG Danfoss, с Ду=80мм, в качестве исполнительного механизма принят МЭО-630/63-0.25-82

Для оценки устойчивости разработана структурная схема САР, определены ее элементарные звенья и их передаточные функции. Методом структурных преобразований найдена передаточная функция системы, произведена оценка устойчивости разомкнутого и замкнутого контура САР.

Система устойчива, что было подтверждено алгебраическим критерием Гурвица и частотным критерием Михайлова. На основании произведенных расчетов можно сделать вывод, что спроектированная САР плотности суспензии отвечает необходимому условию функционирования системы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

тяжелосредный сепаратор регулятор контур

1. А.С. Клюев Проектирование систем автоматизации технологических процессов. Справочное пособие.- М.: Энергоатомиздат, 1990

2. В.З. Козин Автоматизация производственных процессов на обогатительных фабриках.- М.: Недра, 1980

3.В.В. Черенков Промышленные приборы и средства автоматизации. Справочник.- Л.: Машиностроение, 1987

4.Л.М.Полоцкий Автоматизация химических производств. Теория, расчет и проектирование систем автоматизации.- М.: Химия, 1982

5. Материалы Интернет

Размещено на Allbest.ru

...