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