Модернизация АСР (автоматическая система регулирования) молотковой дробилки типа ДДМ

- максимальное динамическое отклонение

А1=Кд(К0(fmax

(3.8)

т.к. все значения есть, то подставим в формулу:

А1=0,3(2(20=12

Последним пунктом является вычисление параметров настройки АР, для этого по

таблице, методом Котельникова выбираем необходимые параметры настройки. По

таблице Котельникова нашёл пересечение ПИД – регулятора и Fmin; получилась

формула:

Кр = 1,4 / K0 ( ( ?0 / Т0 )

Подставляем значения:

Кр = 1,4 / 2 ( ( 33 / 143) = 0,16

Tи = 1,3 ( ?0

Подставляем значения:

Tи = 1,3 ( 33 = 42,9

Tп = 0,5 ( ?0

Подставляем значения:

Tп = 0,5 ( 33 = 16,5

4.ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТОЙКОСТИ АСР.

Для определения стойкости работы проектируемой АСР при расчетах

параметрах настройки АР воспользуемся ( критерием Найквиста ).

В основе критерия лежит анализ АФЧХ разомкнутой АСР. При провидении

эксперимента, схему АСР разбиваю в любой точке, получаю разомкнутую

систему, подаю постоянные по амплитуде и по частоте от 0 до ?

синусоидальная комбинация, фиксирующая зависимость амплитуды и фазы

выходных колебаний от частоты входных, получают АФЧХ. Данные по её

положению на комплексной площади, делают вывод про стойкость системы.

Выполняем следующие действия:

а. Строим упрощённую структурную схему разработанной АСР.

Рисунок 4.1.

Где АР – передаточная функция выбранного типа регулятора (ПИД –

регулятора).

б. Разорвали главную обратную связь, получили разомкнутую систему

вида:

Рисунок 4.2.

Соединение типовых динамических звеньев которыми является АР и ОУ

будет иметь общую передаточную функцию:

Wр.с(Р) = Wар(Р)(W3(P)(Wа(Р)

где Wар(Р) – передаточная функция выбранного АР.

W3(P) – передаточная функция запаздывающего звена.

Wа(Р) – передаточная функция апереодического звена.

где для ПИД – регулятора

Wа.р.(Р) = ( Kp ( Tи ( Tп ( PІ + Tи ( P + 1 ) / Tи ( Р (4.2)

Дальше посчитаем частотные функции элементов соединения:

Запаздывающее звено:

Апериодическое звено:

ПИД – регулятор:

(4.5)

АФЧХ соединение может быть представлено как сумма АФЧХ каждого из

элементов соединения. Воспользуюсь самым простым вариантом. С точки функций

получим модуль характеристики и её фазу для каждого из элементов:

Запаздывающее звено: А(?)=1; f(?)=-?t;

Апериодическое звено:

f(?)=jarctg T0?

ПИД – регулятор:

( Kp ( Tи ( Tп ( PІ + Tи ( P + 1 ) / Tи ( Р = Wа.р.(Р) (4.2)

Дальше для построения АФЧХ разомкнутой системы подставлю в

уравнение А(?) и f(?) значение соответствующих параметров (К0 и Т0). Таким

образом, получу выражение, для решения АФЧХ звеньев соединения. Аналогично

получаю выражение для регулятора.

Дальше подставляя в выражение значение ?, рассчитаю характеристику.

Результаты расчётов запишу в таблицу.

Таблица 4.1.

|АФЧХ системы с ПИД – регулятором |

|а | | | | |

|W |A(w) |ф(w),г|A(w) |ф(w),г|A(w) |ф(w),г|A(w) |ф(w),г|

| | |р | |р | |р | |р |

|0 |2,000 |0,0 |1 |0,0 |Бескон. |-90,0 |Бескон.|-90,0 |

|0,005 |1,627 |-35,6 |1 |-9,5 |0,765 |-73,2 |1,245 |-118,2|

|0,007 |1,414 |-45,0 |1 |-13,2 |0,560 |-66,7 |0,792 |-125,0|

|0,01 |1,146 |-55,0 |1 |-18,9 |0,411 |-57,4 |0,471 |-131,4|

|0,03 |0,454 |-76,9 |1 |-56,7 |0,226 |-11,5 |0,103 |-145,1|

|0,032 |0,427 |-77,7 |1 |-60,5 |0,224 |-8,2 |0,096 |-146,4|

|0,07 |0,199 |-84,3 |1 |-132,4|0,258 |30,7 |0,051 |-186,0|

|0,09 |0,155 |-85,6 |1 |-170,2|0,296 |41,5 |0,046 |-214,2|

|0,1 |0,140 |-86,0 |1 |-189,1|0,317 |45,7 |0,044 |-229,4|

|0,11 |0,127 |-86,4 |1 |-208,0|0,339 |49,2 |0,043 |-245,2|

|0,13 |0,107 |-86,9 |1 |-245,8|0,385 |54,8 |0,041 |-277,9|

|0,15 |0,093 |-87,3 |1 |-283,6|0,432 |59,2 |0,040 |-311,8|

|0,18 |0,078 |-87,8 |1 |-340,4|0,506 |64,0 |0,039 |-364,1|

|0,22 |0,064 |-88,2 |1 |-416,0|0,606 |68,6 |0,038 |-435,6|

где А(?)=Аа(?)(Аз(?)(Ар(?)

f(?)=fа(?)+fз(?)+fр(?)

По значением результирующей характеристики строим на комплексной

площади годограф.

Из графика я могу сделать вывод, что как запас по фазе ?f=57?, и по

амплитуде ?l=0,94?, то система устойчива так как имеет большой сравнительно

запас и по амплитуде и по фазе. Приложение 3-годограф.

5.РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ АСР.

В данном разделе требуется разработать функциональную схему АСР. Для

этого необходимо определить тип датчика, наличие нормирующего

преобразователя и др.

Функциональная схема АСР молотковой дробилки ДДМ-1 предусмотрена для

размола сыпучих продуктов.

Привод осуществляется от электродвигателя, который запускается в свою

очередь через магнитный пускатель (NS) и сеть (напряжением 380 В).

Для того чтобы FC «ПРОТАР» знал когда нагрузка на электродвигатель

больше или меньше и подавал сигнал на магнитный пускатель (NS), чтобы ИМ

закрывал заслонку больше или меньше, у меня стоит трансформатор, который

следит за одним из проводов, подходящих к электродвигателю, следовательно

когда нагрузка на электродвигатель больше,то по проводу идёт и ток больше,

и наоборот, когда меньше тогда и ток идёт меньше.

У меня также есть и другой трансформатор к нему подсоединяется

амперметр, что вдруг если выйдет из строя FC «ПРОТАР» то оператор

переключась в ручной режим, может следить по нему за изменением управляющим

воздействием (GI) и регулировать по показаниям прибора «амперметра» (EI),

заслонкой.

А также у меня есть сигнализация (А), она срабатывает при превышении

рассогласования.

Отсюда можно сделать вывод, что при нагрузке двигателя, ИМ

автоматически призакрывает задвижку, до освобождения дробилки от сыпучего

продукта. А также при не загруженности приоткрывает задвижку.

6.ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ.

В данном разделе мне нужно выбрать элементную базу для разработанной

АСР, следовательно, выбрать конкретный АР, ИМ, пускового устройства,

датчика и других элементов схем.

Выбор элементной базы.

От того как Я рассчитал значения регулирования и необходимые

дополнительные функции, а также учитывая количество возможных в объекте

контуров регулирования выбираем регулирующий прибор «Протар-110». Что

создаёт новые возможности при создании схем автоматизации, но одновременно

требует новых подходов и АСУП. Для программирования и настройки прибор

имеет выносной пульт оператора. Прибор имеет средства самодиагностики и

отказа, облегчающие поиск неисправностей. Специальных знаний в области

математического программирования от персонала, осуществляющего наладку и

обслуживание, не требуется.

Далее мне необходимо выбрать нормирующий преобразователь. Выбираю

нормирующий преобразователь Е-842, предназначенный для преобразования тока

трансформатора в унифицированный сигнал 0-5А. Для измерения регулируемой

величины в качестве датчика используем трубу Вентури.

Ставим два трансформатора тока; один предназначен для

регулирования, а второй для измерения регулируемой величины, используем

амперметр. В качестве нормирующего преобразователя использую

преобразователь, который преобразует сигнал в унифицированный сигнал ГСП.

Выбираю тип пускового устройства.

Регулируемым параметром дробилки является ток нагрузки электрического

двигателя, который контролирует трансформатор тока ТА и электродвигатель, и

регулирует подачу продукта при помощи регулируемой задвижки.

В качестве ИМ выбираю МЭО, так как этого требует данная технология.

На станции ручного управления предусмотрел кнопки для переключения на

автоматическое и ручное управление.

Управление электродвигателем осуществляется через ключ F1, через

контакт магнитных пускателей NS, а также контакт теплового реле КК1.

Спецификация приведена в таблице 6.1.

Таблица 6.1.

|Наименование элемента. |Тип, марка |Кол-во. |

|Первичный преобразователь |Е842 |1 |

|Трансформатор тока |ТА |2 |

|Исполнительный механизм |МЭО |1 |

| |0,63/125-0,25 | |

|Ключ управления |КУ, ТП1 |1 |

|Авторегулятор |П-110 |1 |

|Сигнализация |ТСБ-2 |1 |

|Клемболтовое соединение |КБС |4 |

|Магнитный пускатель |ПБР-2 |1 |

|Кнопки |КН |2 |

7.РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНО – МОНТАЖНОЙ СХЕМЫ.

В данном разделе на основе монтажных схем разрабатывается ПМС системы

регулирования.

Описание принципа действия принципиальной монтажной схемы АСР

заключается в следующем.

Управление электро двигателем молотковой дробилки осуществляется по

сети напряжением 380 (В). Также управление электродвигателем осуществляется

через ключ F1, также контакт теплового реле КК1.

Для измерения и подачи тока на амперметр, я установил трансформатор

ТА1. Трансформатор будит следить за нагрузкой двигателя, чтобы оператор мог

при неработоспособности «ПРОТАР» переключившись сначала в ручной режим ПК2

, заслонкой, через кнопки Zб Zм через МЭО заслонкой.

Когда в дробилке будет большое количество сыпучего продукта, тогда

двигатель будит больше нагружен, следовательно к трансформатору ТА2 пойдёт

ток больше чем при недосыпании дробилки.

У меня также есть и второй измеряющий трансформатор ТА2. Он измеряет

нагрузку на двигателе, тоисть ток идущий к двигателю. Следовательно чем ток

больше, тогда и «ПРОТАР» изменяет положение заслонки, закрывая её через

реле подведённое к контактам МЭО, и наоборот.

Поскольку регулирующий прибор типа «Протар - 110» имеет входной ток

до 5 мА, то устанавливаем преобразователь Е842 который преобразует ток 5А в

ток 5мА. Для преобразования 5мА в 0,2 ставится шунт.

Также на схеме предусмотрена сигнализация ТСБ/2, которая,

срабатывает при превышении рассогласования.

8.РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АСР.

Данный раздел выполняется в зависимости от типа выбранного

регулятора.

Так как для информационного обеспечения недостаточно функциональной и

принципиально-монтажной схем, прибор «Протар-110» требует программирования.

Для получения оптимального использования возможностей прибора необходимо

самостоятельно разработать программу

Записываю разработанную программу:

Таблица 8.1

|Шаг |Команды |

|00 |F16 |

|01 |F41 |

|02 |P |

|03 |F10 |

|04 |F01 |

|05 |F40 |

|06 |E |

|07 |F41 |

|08 |( 1 |

|09 |F41 |

|10 |L2 |

|11 |F00 |

Эта программа содержит следующие алгоблоки:

F16 – масштабирование и демпфирование сигнала А;

F41 – пересылка и заполнение результата предыдущего

вычисления;

Р – эквивалентный параметр;

F10 – интегратор задания;

F01 – ПИД импульсное регулирование;

F40 – вызов переменной для последующего вычисления;

( 1 – вход неинвертирующего компаратора 1;

L2 – вход инвертирующего компаратора 2;

F00 – ввод, вывод информации, фиксация конца программы.

Два компаратора используются для рассогласования предельных значений

сигнализации.

9.ВЫВОДЫ.

Выводы о сделанной работе, а это:

1– й раздел. Построение переходной характеристики реального ОУ и

определение постоянной времени и запаздывания.

В этом разделе я подставил в программу KURSAR2000 свои исходные

данные и программа мне подсчитала tп=315, время tмин, и регулируемую

величину ?Y,C. Я по значениям tмин – времени, и регулируемой величине ?Y

построил график реального ОУ.

2-й раздел. После построения графика реального ОУ Я «методом

касательной», провёл касательную и определил ?=33 и Т0=143, подставив в

программу KURSAR2000 свои исходные данные и ?=33 и Т0=143 мне программа

выдала время tмин, и регулируемую величену ?Y,C, поскольку эти значения я

получил, я построил график аппроксимированного ОУ.

3-й раздел. В этом разделе я подсчитал перерегулирование ? = 17%

поскольку оно меньше 20 % Я выбирал процесс с Fmin перерегулированием;

Выбрал тип АР из соотношения ?0/Т0 = 0,23 .Выбрал непрерывный регулятор

потому, что от 0,2 до 1 нужно выбирать этот.

Провёл многочисленные проверки и понял что мне нужно выбрать ПИД регулятор.

Потом по таблице я нашел формулы необходимые мне. Подставив все значения в

программу САР я получил график.

4-й раздел. Подставив в программу KURSAR2000 данные которые на тот

момент у меня уже были, мне программа выдала таблицу по которой я и

построил АФЧХ. Определил устойчивость системы с выбранным регулятором и

переходным значением, а также проанализировал полученную АФЧХ и определил

по ней запас устойчивости по амплитуде и по фазе; Моя система получилась

устойчива как по амплитуде так и по фазе.

?l=0,94; ?f=57?.

5-й раздел. В этом разделе я разрабатывал функциональную схему,

определил тип датчика, определил нужен ли мне нормирующий преобразователь,

ставил сигнализацию, магнитный пускатель.

6-й раздел. Выбирал по католугу элементную базу для монтажной схемы:

ключ, сигнализацию, авторегулятор, магнитный пускатель, кнопки.

7-й раздел. Разрабатывал принципиально монтажную схему: потключал к

«ПРОТАР», преобразователь, шунт, реле и т.д.

8-й раздел. Разрабатывал информационное обеспечение.

Условий эксплуатации является необходимость построения

автоматических систем регулирования на базе последних достижений техники –

микропроцессорных контроллеров «ПРОТАР-110».

Устройство «ПРОТАР-110» позволяет реализовать алгоритмическое

управление, учитывающее специфику функционирования управляемых

технологических агрегатов, экстремальность требований к САУ и условий их

функционирования.

Поэтому на предприятиях, чтобы уменьшить затраты необходимо

применять «ПРОТАР-110»

ЛИТЕРАТУРА.

1. Чижов А.А., Федоровский Л.М., Чернецкий В.Д.

«Автоматическое регулирование и регуляторы в пищевой промышленности».-

2-е изд., перераб. и доп.—М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984.- 240 с.

2. Клюев А.С. «Автоматическое регулирование»- М.:

Высшая школа, 1986.

3. Новицкий О.А. Сергунов В.С. «Автоматизация

производственных процессов на элеваторах и

зерноперерабатывающих предприятиях», Москва

«Колос» 1981.

4. А.С.Клюев, П.А.Минаев «Наладка систем контроля и автоматического

управления»

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

[pic]

Страницы: 1, 2

МЕНЮ

Модернизация АСР (автоматическая система регулирования) молотковой дробилки типа ДДМ