Система регулирования разряжения в топке котла

Размещено на http://www.allbest.ru/

4

Министерство образования и науки РФ

Пензенский государственный университет

Кафедра «Автоматика и телемеханика»

Анализ и систем автоматического управления

Пояснительная записка к курсовой работе

по дисциплине «Теория автоматического управления»

Система регулирования разряжения в топке котла

Вариант № 8

Выполнил: Мирзоев М.М.

Группа: 15ПА2

Проверил: Соколова О.В.

Пенза 2017

Задание к курсовой работе

Система регулирования разряжения в топке котла

Система регулирования разряжения предназначена для обеспечения нормального процесса горения путем создания необходимого разряжения (0,12 мПа) в топке для отвода продуктов сгорания топлива.

Работа системы (см. рис.). Для регулирования разряжения в топках котлов небольшой производительности на прямом участке горизонтального газохода на расстоянии не ближе 250мм от задней стенки котла устанавливают шиберы (заслонки) приводимые в движение от электрических исполнительных механизмов (ИМ). Регулирование положения шиберов осуществляется позиционно (закрыть - стоп - открыть) с помощью импульсных регуляторов.

Передаточная функция объекта:

.

Реферат

Пояснительная записка содержит 35 листов формата А4, 23 рисунков, 1 приложение, 2 таблицы, 4 источника.

АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, УПЛОТНЕНИЕ ТУРБИНЫ ПЕРЕДАТОЧНАЯ ФУНКЦИЯ, КОЭФФИЦИЕНТ ПЕРЕДАЧИ, УСТОЙЧИВОСТЬ СИСТЕМЫ, КРИТЕРИЙ УСТОЙЧИВОСТИ, ПИД-РЕГУЛЯТОР, ППИ-РЕГУЛЯТОР.

Цель работы - составить Simulink-модель системы регулирования давления в системе регулирования температуры смазочного масла, для оптимальной работы системы настроить ПИД- и ППИ- регуляторы, произвести анализ синтезированной системы, сравнить работу регуляторов, произвести выбор технических средств.

регулятор давление масло топка котел

Содержание

Введение

1Описание объекта управления

2Математическая модель объекта управления

3Синтез регуляторов для системы регулирования разряжения в топках котлов

4Анализ системы регулирования разряжения в топках котлов с ПИД-регулятором

5Технические средства системы регулирования температуры смазочного масла

5.1 Выбор регулирующего устройства

5.2 Выбор средств оперативного управления

5.3 Выбор исполнительного механизма

Заключение

Список использованных источников

Приложение А. Построение переходной, импульсной характеристик, расчет передаточной функции разомкнутой и замкнутой системы в среде программирования MATLAB R2016

Введение

Теория автоматического управления (ТАУ) изучает общие принципы построения автоматических систем и методы их исследования независимо от физической природы процессов, происходящих в них. ТАУ является теоретической базой автоматических систем в различных областях техники. Она дает основную теоретическую базу для исследования и проектирования любых автоматических и автоматизированных систем во всех областях техники и народного хозяйства. ТАУ изучает процессы управления и задачи создания любых систем с обратной связью.

В нашу жизнь прочно вошли автоматические системы управления. Данные системы могут использоваться в различных областях жизни и деятельности человека. Виды их соответствуют основным классификационным признакам. В данной курсовой работе мы проектируем автоматическую систему, состоящую из последовательно соединенных звеньев, строим ее основные характеристики, решаем вопрос об устойчивости данной системы.

В данной курсовой работе цель исследования - это изучение основных понятий ознакомится с классификацией систем автоматического регулирования.

Изучить основные понятия и определения устойчивости автоматических систем; алгебраические критерии устойчивости Гурвица; Михайлова, частотные критерии устойчивости Найквиста и их различные формулировки; понятие области устойчивости в пространстве параметров, получить понятие о корнях характеристического уравнения.

Изучить и сформировать представление о математической модели системы, о переходных процессах и о передаточной функции систем автоматического управления.

1. Описание объекта управления

Паровым котлом называется комплекс агрегатов, предназначенных для получения водяного пара. Этот комплекс состоит из ряда теплообменных устройств, связанных между собой и служащих для передачи тепла от продуктов сгорания топлива к воде и пару. Исходным носителем энергии, наличие которого необходимо для образования пар из воды, служит топливо.

Основными элементами рабочего процесса, осуществляемого в котельной установке, являются:

1) процесс горения топлива,

2) процесс теплообмена между продуктами сгорания или самим горящим топливом с водой,

3) процесс парообразования, состоящий из нагрева воды, ее испарения и нагрева полученного пара.

Во время работы в котлоагрегатах образуются два взаимодействующих друг с другом потока: поток рабочего тела и поток образующегося в топке теплоносителя.

В результате этого взаимодействия на выходе объекта получается пар заданного давления и температуры.

Одной из основных задач, возникающей при эксплуатации котельного агрегата, является обеспечение равенства между производимой и потребляемой энергией. В свою очередь процессы парообразования и передачи энергии в котлоагрегате однозначно связаны с количеством вещества в потоках рабочего тела и теплоносителя.

Горение топлива является сплошным физико-химическим процессом. Химическая сторона горения представляет собой процесс окисления его горючих элементов кислородом. проходящий при определенной температуре и сопровождающийся выделением тепла. Интенсивность горения, а также экономичность и устойчивость процесса горения топлива зависят от способа подвода и распределения воздуха между частицами топлива. Условно принято процесс сжигания топлива делить на три стадии: зажигание, горение и дожигание. Эти стадии в основном протекают последовательно во времени, частично накладываются одна на другую.

Расчет процесса горения обычно сводится к определению количества воздуха в м3, необходимого для сгорания единицы массы или объема топлива количества и состава теплового баланса и определению температуры горения.

Значение теплоотдачи заключается в теплопередаче тепловой энергии, выделяющейся при сжигании топлива, воде, из которой необходимо получить пар, или пару, если необходимо повысить его температуру выше температуры насыщения. Процесс теплообмена в котле идет через водогазонепроницаемые теплопроводные стенки, называющиеся поверхностью нагрева. Поверхности нагрева выполняются в виде труб. Внутри труб происходит непрерывная циркуляция воды, а снаружи они омываются горячими топочными газами или воспринимают тепловую энергию лучеиспусканием. Таким образом, в котлоагрегате имеют место все виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция и лучеиспускание. Соответственно поверхность нагрева подразделяется на конвективные и радиационные. Количество тепла, передаваемое через единицу площади нагрева в единицу времени носит название теплового напряжения поверхности нагрева. Величина напряжения ограничена, во-первых, свойствами материала поверхности нагрева, во-вторых, максимально возможной интенсивностью теплопередачи от горячего теплоносителя к поверхности, от поверхности нагрева к холодному теплоносителю.

Интенсивность коэффициента теплопередачи тем выше, чем выше разности температур теплоносителей, скорость их перемещения относительно поверхности нагрева и чем выше чистота поверхности.

Образование пара в котлоагрегатах протекает с определенной последовательностью. Уже в экранных трубах начинается образование пара. Этот процесс протекает при больших температуре и давлении. Явление испарения заключается в том, что отдельные молекулы жидкости, находящиеся у ее поверхности и обладающие высокими скоростями, а, следовательно, и большей по сравнению с другими молекулами кинетической энергией, преодолевая силовые воздействия соседних молекул, создающее поверхностное натяжение, вылетают в окружающее пространство. С увеличением температуры интенсивность испарения возрастает. Процесс обратный парообразованию называют конденсацией. Жидкость, образующуюся при конденсации, называют конденсатом. Она используется для охлаждения поверхностей металла в пароперегревателях.

Пар, образуемый в котлоагрегате, подразделяется на насыщенный и перегретый. Насыщенный пар в свою очередь делится на сухой и влажный. Так как на теплоэлектростанциях требуется перегретый пар, то для его перегрева устанавливается пароперегреватель, в данном случае ширмовой и коньюктивный, в которых для перегрева пара используется тепло, полученное в результате сгорания топлива и отходящих газов.

Описание конструкции объекта: Паровые котлы типа ДЕ паро производительностью 6,5 т/ч, с абсолютным давлением 1,3 МПа (14 кгс/см2) предназначены для выработки насыщенного или перегретого пара, используемого для технологических нужд промышленных предприятий, на теплоснабжение систем отопления и горячего водоснабжения. Масса котельной установки 16,5 т, температура питательной воды 100 С, температура пара 210 С. В качестве сжигаемого топлива используют газ или мазут.

Котлы двухбарабанные вертикально-водотрубные выполнены по конструктивной схеме «Д», характерной особенностью которой является боковое расположение конвективной части котла относительно топочной камеры.

Основными составными частями котлов являются верхний и нижний барабаны, конвективный пучок и образующие топочную камеру, левый топочный экран (газоплотная перегородка), правый топочный экран, трубы экранирования фронтальной стенки топки и задний экран.

Снизу в топку подается нужный для сгорания топлива воздух посредством дутьевых вентиляторов. Процесс горения топлива протекает при высоких температурах, поэтому экранные трубы котла воспринимают значительное количество тепла путем излучения.

Продукты сгорания топлива, называемые иначе газами, поступают в котельные газоходы, при этом обогревается поверхность пароперегревателя, омывают трубы экономайзера, в котором происходит подогрев питательной воды до температуры, близкой к 200 С, поступающей в барабаны котла . Далее дымовые газы проходят в дымоход и поступают в воздухоподогреватель. Из него газы через дымовую трубу выходят в атмосферу. Вода в котел подается по трубопроводу, газ-трубопроводу. Пар из барабана котла, минуя пароперегреватель, поступает на паропровод.

Система автоматического регулирования разряжения в топке котла сделана для поддержания топки под наддувом, то есть чтобы поддерживать постоянство разряжения (примерно 4 мм.вод. ст.). При отсутствии разряжения пламя факела будет прижиматься, что приведет к обгоранию горелок и нижней части топки. Дымовые газы при этом пойдут в помещение цеха, что делает невозможным работу обслуживающего персонала.

В питательной воде растворены соли, допустимое количество которых определяется нормами. В процессе парообразования эти соли остаются в котловой воде и постепенно накапливаются. Некоторые соли образуют шлам - твердое вещество, кристаллизующееся в котловой воде. Более тяжелая часть шлама скапливается в нижних частях барабана и коллекторов.

Повышение концентрации солей в котловой воде выше допустимых величин может привести к уносу их в пароперегреватель. Поэтому соли, скопившиеся в котловой воде, удаляются непрерывной продувкой, которая в данном случае автоматически не регулируется. Расчетное значение продувки парогенераторов при установившемся режиме определяется из уравнений баланса примесей к воде в парогенераторе. Таким образом, доля продувки зависит от отношения концентрации примесей в воде продувочной и питательной. Чем лучше качество питательной воды и выше допустимая концентрация примесей в воде, тем доля продувки меньше. А концентрация примесей в свою очередь зависит от доли добавочной воды, в которую входит, в частности, доля теряемой продувочной воды.

Сигнализация параметров и защиты, действующие на останов котла, физически необходимы, так как оператор или машинист котла не в силах уследить за всеми параметрами функционирующего котла. Вследствие этого может возникнуть аварийная ситуация. Например, при упуске воды из барабана, уровень воды в нем понижается, вследствие этого может быть нарушена циркуляция и вызван пережег труб донных экранов. Сработавшая без промедления защита, предотвратит выход из строя парогенератора

2. Математическое описание объекта управления

Объект управления состоит из колебательного звена и звена запаздывания. Для составления модели управления можно воспользоваться пакетом Simulink в MATLAB.

Математическая Simulink-модель представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Simulink-модель системы регулирования

Переходной характеристикой h(t) называется зависимость выходного сигнала системы от времени при подаче на ее вход единичного ступенчатого воздействия 1(t):

Импульсной переходной характеристикой называется зависимость выходного сигнала системы от времени при подачи на ее вход д-импульса:

Переходная функция системы представлена на рисунке 3. Импульсная характеристика представлена на рисунке 4.



Рисунок 3 - Переходная функция

Рисунок 4 - Импульсная характеристика



Рисунок 5 ? Нули и полюса объекта управления

На рисунке приведены ЛАЧХ и ЛФЧХ объекта управления.

Рисунок 6 ? ЛАЧХ и ЛФЧХ объекта управления

Перерегулирование в данном случае равно 0 %. Время переходного процесса составило 30*10³ секунд.

3 Синтез регуляторов для системы регулирования разряжения в топках котлов

Задача проектировщика состоит в выборе такого типа регулятора, который при минимальной стоимости и максимальной надежности обеспечивал бы заданное качество регулирования.

Разработчиком могут быть выбраны релейные (позиционные), непрерывные или дискретные (цифровые) типы регуляторов.

Для того, чтобы выбрать тип регулятора и определить его настройки необходимо знать: статические и динамические характеристики объекта управления, заданные в техническом задании показатели качества регулирования.

Выбор типа регулятора определяется статическими и динамическими характеристиками объекта управления, а также показателями качества регулирования, заданными в техническом задании.

В зависимости от характеристик объекта и требуемых показателей качества регулирования выбор регулятора начинается с простейших позиционных регуляторов и может заканчиваться самонастраивающимися микропроцессорными регуляторами. Очевидно, что чем сложнее объект и выше требования к качеству регулирования, тем сложнее должен быть регулятор.

Наиболее простыми по исполнению и настройке являются позиционные регуляторы. Двухпозиционный регулятор вообще не требует настройки. Настройка трехпозиционного регулятора сводится к выбору ширины зоны нечувствительности и ширины петли гистерезиса. Первая выбирается из условия подавления автоколебаний, а вторая из условия ложных срабатываний при действии помех.

Чаще всего в качестве промышленных регуляторов используются регуляторы, реализующие И, П, ПИ и ПИД - законы регулирования. Методам их настройки посвящено большое количество литературы. Рассмотрим только некоторые наиболее употребительные методы.

Ручная настройка ПИД-регулятора. Расчет параметров по формулам не может дать оптимальной настройки регулятора, поскольку аналитически полученные результаты основываются на сильно упрощенных моделях объекта. Поэтому после расчета параметров регулятора желательно сделать его подстройку. Подстройку можно выполнить на основе правил, которые используются для ручной настройки. Эти правила получены из опыта, теоретического анализа и численных экспериментов. Они сводятся к следующему [4]:

 увеличение пропорционального коэффициента увеличивает быстродействие и снижает запас устойчивости;

 с уменьшением интегральной составляющей ошибка регулирования с течением времени уменьшается быстрее;

 уменьшение постоянной интегрирования уменьшает запас устойчивости;

 увеличение дифференциальной составляющей увеличивает запас устойчивости и быстродействие.

Рассмотрим наиболее простой метод ручной настройки, который применяется для объектов, допускающих многократное снятие кривых разгона.

Порядок настройки следующий:

1. Отключают дифференциальную и интегральную составляющие закона регулирования.

2. Постепенно увеличивают пропорциональную составляющую, добиваясь, чтобы перерегулирование не превышало 20 %. (кривая 1 на рис. 7).

3. Подключают дифференциальную составляющую.

4. Постепенно ее увеличивают, добиваясь, чтобы перерегулирование и время переходного процесса уменьшились. (кривая 2 на рис. 7).

5. Подключают интегральную составляющую.

6. Постепенно ее увеличивают, добиваясь, чтобы перерегулирование и время переходного процесса существенно не изменились (кривая 3 на рисунке 7).

Рисунок 7 ? Кривые разгона при настройке ПИД-регулятора

Произведем ручную настройку ПИД-регулятора. Simulink -модель с ПИД-регулятором представлена на рисунке 8.

Рисунок 8 ? Simulink -модель системы с ПИД-регулятором

При ручной настройке ПИД-регулятора время переходного процесса составило примерно 35 секунд, перерегулирование составило 0 %, что уже однозначно лучше, чем без регулятора. Переходная характеристика представлена на рисунке 9.

Рисунок 9 - Переходная характеристика при ручной настройке ПИД-регулятора

В Simulink MATLAB 7 возможна автоматическая настройка ПИД-регуляторов. Для этого необходимо подключить в систему «штатный» ПИД-регулятор из библиотеки Simulink Library Browser, открыть его окно, установить коэффициенты регулятора, найденные экспериментально и нажать кнопку «Tune». При автоматической настройке задание для регулируемой величины должно равняться единице.

При автоматической подстройке ПИД- регулятора, Simulink- модель представлена на рисунке 10, время переходного процесса составило порядка 30 секунд, а перегулирование равно 1 %, как видно из рисунка 11.



Рисунок 10 ? Simulink -модель системы с ПИД-регулятором

Рисунок 11 - Переходная характеристика системы с автоматической настройкой ПИД-регулятора

ППИ-регулятор. (сокращение от Предиктивный ПИ - регулятор) является модификацией предиктора Смита, которая распространена в АСУ ТП более широко, чем сам предиктор Смита. Один из вариантов ППИ-регулятора представлен на рисунке 12 [1].

Можно заметить, что ППИ регулятор отличается от обычного ПИ-регулятора только тем, что вместо единицы во внутренний контур положительной обратной связи введен элемент запаздывания, время запаздывания которого рано времени запаздывания объекта.

Рисунок 12 ? Simulink-модель системы с ППИ-регулятором

На рисунке 13 приведены кривые разгона реакция системы системе с ПИД-регулятором (1) и ППИ-регулятором (2). Отметим, что ППИ-регулятор и предиктор Смита компенсируют запаздывание только по каналу управления и практически не компенсируют возмущающие воздействия.

Рисунок 13 ? Кривые разгона в системе с ПИД- и ППИ-регулятором

Система регулирования давления в системе уплотнений турбины (переднее уплотнение) с модифицированным ППИ-регулятором представлена на рисунке 14.

Рисунок 14 - Система с ППИ-регулятором

Рисунок 14 - Переходная характеристика системы с ППИ-регулятором

Сравнивая рисунки 11 и 14 можно сделать вывод, что система с ППИ-регулятором по быстродействию немного лучше, чем с ПИД-регулятором. Время переходного процесса составляет 27 секунд, перерегулирование составляет 0 %, что является не критичной для данной системы. На практике лучше использовать ППИ-регулятор.

4 Анализ системы регулирования разряжения в топках котлов.

Проведем анализ работы системы заданной структурной схемой на рисунке 15.

Рисунок 15 - Структурная схема системы с ПИД-регулятором

Передаточные функции регулятора W_p(p) и объекта W_o(p) имеют следующие выражения

;

w_pid =

8.027 s^2 + 4.59 s + 2.718

--------------------------

s^2 + 45.3 s

.

Передаточная функция замкнутой системы расчитывается в приложении А.

Приведем основные характеристики системы с ПИД-регулятором. Характеристики, приведенные в данном разделе получили с помощью Linear Analisys (Simulink).

На рисунке 16 расположение нулей и полюсов в комплексной системе координат. Полюса находятся слева, поэтому можно сделать вывод об устойчивости системы. Так же это видно и на ЛАЧХ и ЛФЧХ (рисунок 17): запас по фазе равен 90⁰, запас по амплитуде 100 дБ.

Рисунок 16 - Расположение нулей и полюсов замкнутой системы

Риснок 17 - Частотные характеристики

На рисунке 19 приведена диаграмма Найквиста разомкнутой системы.

Рисунок 19 - Диаграмма Найквиста

Годограф Найквиста разомкнутой системы охватывает точку с координатами (-1;j0) два раза, поэтому замкнутая система является устойчивой, как видно из рисунка 19.

5 Технические средства системы регулирования разряжения в топках котлов

Манометры самопишущие ДМ-2001 предназначены для измерения и непрерывной записи во времени на дисковой диаграмме избыточного давления жидких и газообразных неагрессивных сред.

По устойчивости к воздействию к температуре и влажности окружающего воздуха манометры соответствуют группе В4 по ГОСТ 12997-84 и имеют исполнение УХЛ, категорию 4 по ГОСТ 15150-69, но для работы при температуре от минус 10°С до плюс 60°С; исполнение Т, категорию 3 по ГОСТ 15150-69, но для работы при температуре от минус 10°С до плюс 60°С.

Самопишущие устройство манометра состоит из:

-диска диаграммного DR-250

-часового механизма

Продолжительность хода механизма от одной полной заводки пружины не менее 8 суток.

Диапазон измерения записи избыточного давления, МПа: от 0 до 1

Класс точности манометра: 1; 1,5

Предел допускаемой основной погрешности, % от верхнего значения диапазона записи:

для класса точности 1,0: ±1,0

для класса точности 1,5: ±1,5

Время одного оборота диаграммного диска, час: 24

Погрешность хода привода диаграммного диска, %, от времени одного оборота, не более: 0,2

Изменение показаний (записи) Д от воздействия температуры окружающего воздуха, выраженное в процентах от диапазона показаний (записи) не должно превышать значения,

определяемого по формуле:

Д = ±Кt Д t, (1)

где Кt - температурный коэффициент, не более 0,06 % / °С;

Д t - абсолютное значение разности температур, определяемое по формуле:

Д t = t1 - t2, (2)

где t1 - температура окружающего воздуха, равная (20±2)°С или (23±2)°С

для манометров класса точности 1, и (20±5)°С

или (25±5)°С для манометров класса точности 1,5; t2

- действительное значение температуры в рабочем диапазоне

Устройство и работа изделия

Основными сборочными единицами манометров является пружина Бурдона, передаточный механизм, самопишущая часть, привод диаграммного диска.

Конструкция манометра показана на рисунке 20.

1-пружина Бурдона; 2-наконечник; 3-штуцер; 4-трубка; 5-перо; 6,7-тяга; 8-диаграмма; 9-наконечник; 10-корректор нуля; 11-арритир; 12-упор; 13-привод диаграммного диска

Рисунок 20 ? Конструкция манометра

Пружина Бурдона 1 представляет собой полую изогнутую по дуге окружности трубу овального сечения. Один конец пружины закреплен в неподвижном основании с трубкой 4 и штуцером 3, второй конец герметично закрыт наконечником 2 и посредством тяг (6,7) соединен с механизмом

Самопишущая часть состоит из пера 5 и наконечника для чернил 9.

Запись давления производится пером 5 на диаграммном диске 8. Качество записи зависит от уровня чернил в наконечнике 9.

Перо имеет корректор нуля, при помощи которого во время регулировки оно

устанавливается на нуль диаграммного диска, и подгибанием пера обеспечивается необходимый прижим его к диаграммному диску

Вращение диаграммного диска осуществляется с помощью часового механизма.

Действие манометра основано на уравновешивании измеряемого давления силой упругой деформации пружины Бурдона. Измеряемое давление через штуцер 3, трубку 4 поступает в полость пружины Бурдона 1, вызывая перемещение свободного конца пружины.

Перемещение пружины через тяги передается на перо 5, записывающее показания на диаграммный диске 8. вращение которого осуществляется от привода диаграммного диска

Подготовка к работе

Первое включение манометра должно производится только после ознакомления со всеми разделами настоящей инструкции.

Перед включением манометра в работу необходимо:

Проверить герметичность соединений манометра с подводящей линией давления, превышающим верхний предел измерения манометра не более, чем на 5 %;

2. Заполнить чернилами наконечник пишущего узла;

3. Установить диаграммный диск на диаграммодержатель и закрепить его после установки пера и диаграммы на соответствующей линии времени;

4. Обеспечить прижим пера к диаграммному диску при закрытой крышке, регулируя положение упора 12, который нажимает на арретир 11;

5. Пустить в ход приводное устройство диаграммного диска 13

Техническое обслуживание и ремонт

Манометры надежны в эксплуатации, но следует учитывать, что качество записи зависит от уровня чернил, который должен занимать 3/4 объема наконечника.

Регулируя уровень, можно добиться хорошей и устойчивой записи. По мере расходования чернил следует их добавлять в наконечник.

В процессе эксплуатации манометры не должны подвергаться перегрузкам, т.е. измеряемое давление не должно превышать верхний предел измерений, указанный в паспорте.

Указание мер безопасности

К обслуживанию манометров должны допускаться лица, ознакомленные с их назначением, схемой и устройством.

При работе с манометрами необходимо соблюдать общие правила безопасности труда, распространенные на приборы, измеряющие давление.

Не допускается:

- эксплуатация манометров в системах, давление в которых превышает верхнее значение диапазона записи избыточного давления;

- производить какие-либо работы по монтажу и демонтажу при наличии давления в соединительных линиях.

Присоединение манометра к соединительной линии производить только за штуцер манометра гаечным ключом.

Правила транспортирования и хранения

Манометры в транспортной таре следует транспортировать транспортом любого вида в крытых транспортных средствах в соответствии с правилами, действующими на транспорте каждого вида, в условиях 4 по ГОСТ 15150.

Упакованные манометры должны храниться в условиях 2 по ГОСТ 15150.

Способ укладки ящиков на транспортирующее средство должен исключать их перемещение.

Таблица 1 ? Характерные неисправности и методы их устранения

Наименование и внешнее проявление неисправности	Возможная причина	Метод устранения
1. Перо манометра не реагирует на изменение измеряемого давления 2. Показания манометра занижены и непостоянны 3. Перо не пишет или дает прерывистую и неравномерную линию 4. Часовой механизм работает, а диаграммный диск не вращается	1. Свободное поворачивание пера на оси . 1.2 Засорение подводящей давление линии 2. Не герметичность подводящей линии 3. Засорение канала пера 4. Ослабленная затяжка винта, скрепляющего диаграммодержатель с осью	1.1. Отключить штуцер от измеряемой среды, поставить перо в нулевое положение и закрепить 2.2. Почистить подводящую давление линию 2. Устранить не герметичность 4. Прочистить канал пера с помощью перочистки и по возможности промыть в горячей воде, продуть 4. Затянуть винты

Размещение и монтаж



Рисунок 21 ? Монтажный чертеж

Монтажный чертеж.

1-манометр; 2-кронштейн; 3-пластина; 4-щит приборный; 5-болт М8х20 ГОСТ 7798-70; 6-

гайка М8 ГОСТ 5915-70; 7-шайба 8 ГОСТ 11371-78; 8-шпилька М8х100

Габаритные и присоединительные размеры манометров

Рисунок 22 ? Габаритные и соединительные размеры

При установке манометра необходимо соблюдать следующие условия:

-манометр установить в вертикальное положение;

-во избежание запаздывания показаний расстояние от места отбора давления до манометра рекомендуется брать минимальным (считая по трассе соединительной линии);

-вибрация должна отсутствовать или не достигать значений, вызывающих размах колебаний пера более 0,1 длины наименьшего деления диаграммы;

-в окружающем воздухе не должно быть агрессивных газов, разрушающе действующих на детали манометра, частиц, загрязняющих механизм манометра, а также излишней влаги, вызывающей коррозию манометра;

- измеряемое давление рекомендуется подводить к манометру по трубке с внутренним диаметром не менее 3 мм;

- во избежании больших запаздываний показаний прибора диаметр подводящей трубки рекомендуется тем больше, чем длиннее подводящая линия и чем больше вязкость измеряемой среды.

- при резких колебаниях давлений во избежание повреждения пружины Бурдона манометра и затруднений в отсчете показаний перед манометром рекомендуется ставить суженную трубку или принять другие средства защиты от пульсирующего давления.

Таблица 2 ? Заказная спецификация приборов и средств автоматизации

Позиция	Наименование параметра, среда и место отбор импульса	Место установки	Наименование и техническая характеристика	Тип	Кол-во
	Давление	По месту	Преобразователь давления	СВД-И	1
	Запуск/остановка	По месту	Магнитный пускатель	ПМЕ-200	1
	Давление	На щите	Измеритель регулятор микропроцессорный	ТРМ12-PIC	1
	Давление	По месту	Манометр самопишущий	ДМ 2001	1
	преобразование сигнала	На щите	Задатчик	РЗД-12	1

Заключение

В результате выполнения курсовой работы была составлена Simulink модель системы регулирования разряжения в топках котлов.

Для оптимальной работы системы были настроены ПИД- и ППИ- регуляторы для системы регулирования разряжения. Анализ работы регуляторов по полученным ременным характеристикам позволил установить, что время переходного процесса при автоматической подстройке ПИД- регулятора составило порядка 30-35 секунд (при автоматической настройке составило 30 секунд), а перегулирование равно 0 %. При работе системы с ППИ-регулятором было установлено, что по быстродействие улучшилось: 27 секунд.

Произведен анализ системы с ПИД-регулятором, построены временные, частотные характеристики, годограф Найквиста и расположение корней характеристичесго уравнения на комплексной плоскости. Система по критерию Найквиста является устойчивой.

Так же в курсовой работе произведен выбор технических средств для системы регулирования разряжения в топках котлов.

Список использованных источников

1. Авдеева О.В. Проектирование систем управления: учебное пособие / Авдеева О.В. Артамонов Д.В., Семенов А.Д., Акчурин Д.Х.- Пенза: изд-во ПГУ.- 2015. - 192 с.

2.Бессекерский, В.А. Теория систем автоматического регулирования / Бессекерский В.А., Попов Е.П. - М.: Наука, 1975. - 768 с.

3.Пупков, К.А. Методы классической и современной теории автоматического управления. В 5 томах. Том 1. Математические модели, динамические характеристики и анализ систем автоматического управления/ Пупков К.А, Егупов Н.Д., Баркин А.И.. - М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. - 656 с.

4.Проектирование систем автоматического контроля и регулирования: учебное пособие/ А.В. Волошенко, Д.Б. Горбунов. - Томск: Изд-во ТПУ, 2007. - 109 с.

Приложение А.

Построение переходной, импульсной характеристик, расчет передаточной функции разомкнутой и замкнутой системы в среде программирования MATLAB R2016

w1=tf(0.81,[1 0,4712 0.2176]);

% s=tf('s');

% w2=exp(-1*s)

% wo=w1*w2;

% wz=feedback(wo,1);

% step(wz),grid

% pause

% pzmap(wz)

% pause

% margin(wz)

% pause;

% impulse(wz),grid

%для системы с ПИД-регулятором

% s=tf('s');wo=(0.06)/(4000*53*s^2+4053*s+1);

P=900.2;

I=0.06;

D=0.000175;

N=1

% N=45.3;

% s=tf('s');

w_pid=P+I/s+(D*N)/(1+N/s);

w_pid=P

wr=wo*w_pid

wz=feedback(wr,1)

step(wz)

pzmap(wz)

pause

margin(wz)

pause;

impulse(wz),grid

pause

Размещено на Allbest.ru

...