Файл: Н. Б. Сбродов Утверждены на заседании кафедры.docx

25].

Общая структура системы управления может быть представлена в графической части курсовой работы в виде функциональной схемы автоматизации. Это прежде всего характерно для систем управления, состоящих из отдельных подсистем автоматического регулирования непрерывными технологическими параметрами.

Функциональная схема автоматизации представляет собой чертёж, на котором схематически условными обозначениями изображаются: технологическое оборудование, коммуникации, органы управления и средства автоматизации (приборы, регуляторы и т.д.) с указанием связей между технологическим оборудованием и элементами системы управления, а также связей между отдельными элементами системы.

Технологическое оборудование при разработке функциональных схем автоматизации должно изображаться, как правило, упрощённо. Однако изображённая таким образом технологическая схема должна давать ясное представление о принципе её работы и взаимодействия со средствами автоматизации.

Технологические коммуникации изображают условными обозначениями в соответствии с ГОСТ 2.784-96, ГОСТ 2.785-70.

Приборы, средства автоматизации, исполнительные и измерительные устройства на функциональных схемах автоматизации показываются в соответствии с ГОСТ 21.404-85.

Функциональные схемы автоматизации могут быть выполнены двумя способами.

При первом способе щиты и пульты управления условно изображают прямоугольниками (в верхней или нижней части чертежа), в которых при помощи условных

---

изображений показывают устанавливаемые в щитах и пультах приборы и средства автоматизации. От них идут линии связи к элементам технологической схемы, с которыми они взаимодействуют. Приборы и средства автоматизации, устанавливаемые вне щитов и пультов, и не связанные непосредственно с технологическим оборудованием, условно показывают в прямоугольнике с надписью «Приборы местные». Такой прямоугольник располагают над прямоугольниками щитов и пультов оператора.

Однотипным приборам, относящимся к одному комплекту (первичный измерительный преобразователь, промежуточный преобразователь, регулятор и т.д.), присваивают одинаковые номера, независимо от места их установки.

По второму способу приборы и средства автоматизации изображают вблизи датчиков. При этом щиты и пульты в схемах не показывают. Этим достигается простота совмещения схемы контроля и управления с технологической схемой и меньшая трудоёмкость при их составлении. Однако первый способ более предпочтителен в связи с большей наглядностью, в значительной степени облегчающей чтение схемы.

Рекомендации по разработке функциональных схем автоматизации и примеры их оформления приведены в литературе [16, 17, 20].

2. 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13

---

Проектирование подсистемы автоматического регулирования

1. 
   Основные положения
   

При выполнении курсовой работы одним из наиболее важных является раздел, посвящённый разработке локальной замкнутой подсистемы автоматического регулирования (САР) одним из непрерывных технологических параметров.

Проектирование локальных замкнутых САР в курсовой работе делится на следующие этапы [10]:

1. 
   выбор принципа регулирования (на основе анализа свойств объекта управления, возмущений и требований к точности) и неизменяемых элементов САР (датчика, исполнительного устройства);
   
2. 
   определение математической модели всех неизменяемых элементов системы регулирования (объекта управления, датчика, исполнительного устройства);
   
3. 
   выбор стандартного регулятора и расчёт параметров его настройки;
   
4. 
   проверка показателей качества регулирования при выбранных параметрах настройки;
   
5. 
   обоснованный выбор технической реализации регулятора.
   

2. Выбор принципа регулирования и неизменяемых элементов

локальной САР
В процессе проектирования локальных замкнутых САР выбирают структуру и параметры управляющего устройства, обеспечивающие требуемые качественные показатели и устойчивость системы.

В зависимости от вида возмущающего воздействия САР работает в статическом или динамическом режимах. Статический режим устанавливается в том случае, когда интервал времени t_вмежду двумя последовательными возмущениями намного больше времени переходного процесса в объекте

---

t_пили при медленном изменении параметрических возмущений, не вызывающих существенных динамических отклонений регулируемой величины.

Динамический режим устанавливается при соизмеримости t_ви t_п.

В зависимости от свойств объекта и возмущения при выборе принципа регулирования необходимо пользоваться следующими рекомендациями [10, 21, 22]:

1. 
   Если на объект управления действуют неинтенсивные возмущения (t_в
   

>> t_п), то для управления объектом следует использовать системы управления статическими режимами работы.

2. 
   Если на объект регулирования действуют интенсивные возмущения, объект управляем по выбранному входу, но сами возмущения не поддаются измерению, то для управления объектом можно использовать обыкновенные САР по отклонению [21-23]. Проектирование САР по отклонению заключается в выборе типового регулятора и расчёте его настроечных параметров для обеспечения заданных показателей качества и требований устойчивости.
   
3. 
   Если требуемое качество не может быть достигнуто с помощью типовых регуляторов, необходимо использовать более сложные, например, двухконтурные (каскадные) САР. Подобные системы часто именуются в литературе системами с подчинённым регулированием параметров. Их применение предполагает наличие у объекта управления промежуточных управляемых переменных. Использование каскадного регулирования особенно эффективно тогда, когда контуры существенно различаются по динамике (внутренний обладает значительно большим быстродействием). При выполнении этого условия возможна замена двухконтурной системы регулирования двумя одноконтурными с оптимальными независимыми настройками регуляторов.
   
4. 
   Если объект управления обладает малой инерционностью и не требуется высокая точность стабилизации выходной переменной, то можно использовать релейную (двухпозиционную) САР. Выходная величина в такой системе совершает колебания относительно заданного значения [23, 26].
   
5. 
   В практике автоматического регулирования находят применение и более сложные типы САР: САР по возмущению, комбинированные, экстремальные, самонастраивающиеся и др. [12, 21].
   

---

Вторым важным вопросом первого этапа проектирования локальной САР является выбор всех неизменяемых элементов данной системы.

Методики выбора конкретных элементов рассматривались в ранее изученных дисциплинах «Технические измерения и приборы»,

«Автоматизированный электропривод», «Технические средства автоматизации» и др.

Выбор датчика определяется главным образом физической природой контролируемой величины, диапазоном её изменения, допустимой погрешностью, влиянием параметров окружающей среды и т.д. [22, 49-51, 55- 60].

Зарубежными ведущими фирмами, выпускающими датчики, являются фирмы Omron, Siemens, Pepperl+Fuchs, Scaime и др.[59, 60, 68, 69]. Техническая информация по датчикам, изготавливаемым отечественными предприятиями, приведена в [49-51, 54-58].

Выбор исполнительного устройства определяется в первую очередь соответствием принципа действия и конструкции исполнительного устройства задаче автоматизации, а также мощностью, необходимой для воздействия на объект управления. Например, если выполняется перемещение управляющего органа, то при определении мощности исполнительного двигателя необходимо учитывать не только момент сопротивления, но и составляющие, зависящие от момента инерции нагрузки, максимальной скорости и максимального ускорения [19, 42, 62, 64].

Рекомендации по выбору и технические характеристики серийных элементов САР приведены в соответствующей справочной и периодической литературе [16, 22, 31, 42-47, 54-60, 62-64].

3. 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13

---