Автоматизация технологических процессов и производств. Часть первая. Конспект лекций. Кузьменко Н.В. - 13 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

АГТА | Ангарск

Составители: 

Рубрика: 

1. Структурные схемы объекта регулирования
Один из этапов проектирования
систем регулирования технологиче-
ских процессов – выбор структуры
системы и расчет оптимальных пара-
метров регуляторов. И структура сис-
темы, и параметры регуляторов опре-
деляются свойствами технологическо-
го процесса как объекта регулирования.
Любой технологический процесс как объект регулирования (рис. 1.1) характеризуется
следующими основными группами переменных:
1. Переменные, характеризующие состояние процесса (совокупность их будем обозначать
вектором y). Эти переменные в процессе регулирования необходимо поддерживать на
заданном уровне или изменять по заданному закону. Точность стабилизации перемен-
ных состояния может быть различной, в зависимости от требований, диктуемых техно-
логией, и возможностей системы регулирования. Как правило, переменные, входящие в
вектор y, измеряют непосредственно, но иногда их можно вычислить, используя мо-
дель объекта по другим непосредственно измеряемым переменным. Вектор y часто на-
зывают вектором регулируемых величин.
2. Переменные, изменением которых система регулирования может воздействовать на
объект с целью управления. Совокупность этих переменных обозначают вектором x
p
(или u) регулирующих воздействий. Обычно регулирующими воздействиями служат
изменения расходов материальных потоков или потоков энергии.
3. Переменные, изменения которых не связаны с воздействием системы регулирования.
Эти изменения отражают влияние на регулируемый объект внешних условий, измене-
ния характеристик самого объекта и т. п. Их называют возмущающими воздействиями
и обозначают вектором x
в
или z. Вектор возмущающих воздействий, в свою очередь,
можно разбить на две составляющие – первую можно измерить, а вторую – нельзя.
Возможность измерения возмущающего воздействия позволяет ввести в систему регу-
лирования дополнительный сигнал, что улучшает возможности системы регулирова-
ния.
Например, для изотермического химического реактора непрерывного действия, регу-
лируемыми переменными являются температура реакционной смеси, состав потока на выходе
из аппарата; регулирующими воздействиями могут быть изменение расхода пара в рубашку
реактора, изменение расхода катализатора и расхода реакционной смеси; возмущающими воз-
действиями являются изменения состава сырья, давления греющего пара, причем если давле-
Рис. 1.1. Структурная схема объекта регулирования.
)(zx
в
)( pW
в
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎨
⎧
)(
ux
в
y
⎪
⎪
⎭
⎪
⎪
⎬
⎫
)( pW
p
13 
                  1. Структурные схемы объекта регулирования
                             xв (z )                            Один из этапов проектирования
                                                       систем     регулирования   технологиче-
         ⎧                Wв ( p)               ⎫
         ⎪⎪                                     ⎪⎪
                                                       ских процессов – выбор структуры
  xв (u )⎨                                       ⎬y
          ⎪
                          Wp ( p)
                                                 ⎪     системы и расчет оптимальных пара-
          ⎪⎩                                     ⎭⎪
                                                       метров регуляторов. И структура сис-
Рис. 1.1. Структурная схема объекта регулирования.     темы, и параметры регуляторов опре-
                                                       деляются свойствами технологическо-
го процесса как объекта регулирования.
           Любой технологический процесс как объект регулирования (рис. 1.1) характеризуется
следующими основными группами переменных:
    1. Переменные, характеризующие состояние процесса (совокупность их будем обозначать
           вектором y). Эти переменные в процессе регулирования необходимо поддерживать на
           заданном уровне или изменять по заданному закону. Точность стабилизации перемен-
           ных состояния может быть различной, в зависимости от требований, диктуемых техно-
           логией, и возможностей системы регулирования. Как правило, переменные, входящие в
           вектор y, измеряют непосредственно, но иногда их можно вычислить, используя мо-
           дель объекта по другим непосредственно измеряемым переменным. Вектор y часто на-
           зывают вектором регулируемых величин.
    2. Переменные, изменением которых система регулирования может воздействовать на
           объект с целью управления. Совокупность этих переменных обозначают вектором xp
           (или u) регулирующих воздействий. Обычно регулирующими воздействиями служат
           изменения расходов материальных потоков или потоков энергии.
    3. Переменные, изменения которых не связаны с воздействием системы регулирования.
           Эти изменения отражают влияние на регулируемый объект внешних условий, измене-
           ния характеристик самого объекта и т. п. Их называют возмущающими воздействиями
           и обозначают вектором xв или z. Вектор возмущающих воздействий, в свою очередь,
           можно разбить на две составляющие – первую можно измерить, а вторую – нельзя.
           Возможность измерения возмущающего воздействия позволяет ввести в систему регу-
           лирования дополнительный сигнал, что улучшает возможности системы регулирова-
           ния.
           Например, для изотермического химического реактора непрерывного действия, регу-
лируемыми переменными являются температура реакционной смеси, состав потока на выходе
из аппарата; регулирующими воздействиями могут быть изменение расхода пара в рубашку
реактора, изменение расхода катализатора и расхода реакционной смеси; возмущающими воз-
действиями являются изменения состава сырья, давления греющего пара, причем если давле-



                                               13

Страницы