Модернизация автоматизированной системы регулирования горелками дожигания шахтной печи

Курсовой проект - Разное

Другие курсовые по предмету Разное

¶ена на рисунке 13

 

Рисунок 13 - Структурная схема САУ

 

Подставив числа, структурная схема САУ для разработанной системы примет следующий вид. (Рисунок 14)

 

Рисунок 14 - Структурная схема САУ разработанной системы

 

Передаточная функция имеет следующий вид

 

(1)

(2)

 

Подставим числа и получим значение передаточной функции:

(3)

 

.5.3 Выбор закона автоматического управления в общем виде

Чтобы выбрать регулятор и рассчитать параметры его настройки, необходимо знать следующее:

Динамические параметры объекта регулирования:

; с.; Коб = 3

Максимальный в условиях эксплуатации коэффициент передачи объекта управления:

К0=3

Постоянную времени ОУ:

Т0=75с

Запаздывание:

с.

Величину максимального возможного возмущения по нагрузке в процессе эксплуатации ОУ:

Ув=15%

Основные показатели качества переходного процесса.

Максимально допустимое динамическое отклонение регулируемой величины:

Хд=100С

Максимально допустимое статическое отклонение регулируемой величины:

Хст=0,4

Допустимое время регулирования:

tрег=500с

По этим известным величинам рассчитываем следующее.

Величину обратную относительному времени запаздывания находим по формуле:

 

(4)

 

подставив значение получим

Допустимое относительное время регулирования находим по формуле:

 

(5)

 

Допустимый динамический коэффициент регулирования находим по формуле:

 

(6)

 

Допустимое остаточное отклонение регулируемой величины находим по формуле:

 

(7)

 

подставим в эту формулу значения, получим

=0,009

Выразим эту величину в процентах:

=0,9%

Большинство автоматизированных металлургических в САУ с регулятором непрерывного действия протекает успешно, если в системе имеет место один из трех типовых процессов регулирования:

Апериодический

С 20% перерегулированием

С min интегральной квадратичной ошибкой

По значению /выбираем тип регулятора.

Значению /=0,435 соответствует непрерывный тип регулирования.

Так как показатель колебательности М принадлежит промежутку 1,4<М<1,8, то выбираем процесс с 20% перерегулированием.

Пользуемся графиком зависимости от /(рисунок 15) при выбранном оптимальном процессе, определяем, что =0,4 при 1/=0,435 могут обеспечить П, ПИ, ПИД-регулятора.

 

Рисунок 15 - Динамический коэффициент регулирования на статических

 

Выбираем П-регулятор.

По графику зависимости =f(). Определим отклонение при установке П- регулятора

=0,31

Выразим из формулы (7) ,

 

(8)

 

Подставим в эту формулу значение уост, определенное по графику

 

=0,31*3*15 (9)

=13,95(0С)

 

Так как допустимое значение =0,4 0С, то П-регулятор не может быть применен. Определим, каким будет время регулирования для ПИ-регулятора. Оно должно быть меньше

=500 с

Для определения воспользуемся графиком зависимости (рисунок 16) для процесса с 20% перерегулирования

 

Рисунок 16 - График зависимости

 

(10)

 

=289,375 с

< следовательно, процесс с 20% перерегулированием может быть реализован с САУ ПИ-регулятором

Приближенное определение настроек регулятора произведен по следующим формулам.

Коэффициент усиления регулятора найдем по формуле

 

(11)

 

Кр=0,76

Время удвоения (изодрома) найдем по формуле

автоматизированный горелка шахтная печь газ

2.5.4 Выбор автоматического управляющего устройства на основе ПЛК

Основным устройством любой системы автоматического управления является управляющее устройство. В разработанной системе в качестве управляющего устройства используется программируемый логический контроллер (ПЛК). Выбор контроллера осуществляется на основе тех задач которые будут решаться с помощью разработанной системы.

Современный рынок промышленной электроники предоставляет широкий выбор ПЛК для систем управления и из всего этого разнообразия разумнее всего выбирать между контроллерами двух ведущих фирм это OMRON (Япония) и SIEMENS (Германия). Для автоматизированной системы горелок дожигания будем использовать контроллер фирмы SIEMENS. Выбор контроллера данной фирмы обусловлен полной совместимостью с остальным оборудованием в системе а так же тем что данные котроллеры используются на других системах автоматики в электросталеплавильном цеху и зарекомендовали себя с наилучшей стороны. Фирма SIEMENS выпускает контроллеры различных серий но основные используемые в цеху это контроллеры серии S7-200, S7-300, S7-400. Разработанная система относится к классу систем средней сложности поэтому использование ПЛК серии S7-200 не целесообразно так как не будет обеспечена должная работа системы. Контроллеры серии S7-400 являются достаточно мощными и используются для систем выполняющих задачи высокой сложности, имеющих несколько контуров управления и требующих очень высокой производительности. Поэтому наиболее подходящим является контроллер серии S7-300.

Программируемые контроллеры Siemens S7-300 выпускаются в трех вариантах:

контроллеры Siemens SIMATIC S7-300 стандартного исполнения для эксплуатации в нормальных промышленных условиях;

контроллеры Siemens SIMATIC S7-300F с встроенными функциями автоматики безопасности для эксплуатации в нормальных промышленных условиях;

контроллеры Siemens SIPLUS S7-300 для н