Расчёт цепного транспортера

 

2. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

 

      

Выбор закона регулирования. Расчёт оптимальных  настроек регулятора. 

      Исходные  данные регулятора.

      А. По кривой разгона объекта регулирования  определяется:

 Коэффициент передачи объекта коб, (м3/ч)/(%ходаРО)

      Коб=20

Постоянная времени объекта Тоб, с

      Тоб=15

Время запаздывания тоб, с

      тоб=4.5

Максимально возможное возмущение Ув, %хода РО

      Ув,%хода РО, Ув-8%

      Б. Требования к качеству регулирования:

Максимально допустимое значение отклонения Х1 доп, м3/мин

      х1доп=67,2

Допустимое значение остаточного отклонения Хост.доп,м3/мин

      Хост.доп=68,3

Допустимое время регулирования tр, с

      tp=40

Допустимая величина перерегулирования В,%

      в=0

Величина  отношения запаздывания к постоянной времени т/Т 

      т/Т=4.5/15=0.3 

 Ориентировочно  выбирается тип регулятора по это  величине.

 

      Таблица 2

 

      Выбираем  непрерывный тип регулятора

1. при таком регуляторе рассчитываем величину динамического коэффициента регулирования Rg. Для статического объекта:

 

      Хо=kоб*Ув;

      Хо=20*8=160;

      Х1=67.2;

      Rg=Х1/Хо;

             Rg=67.2/160=0.42; 

      Динамический  коэффициент регулирования –  величина, показывающая степень воздействия  регулятора на ОР, т.е. отношение максимального отклонения регулируемой величины Х1  в переходном процессе к отношению Хо при этом же возмущении, но без регулятора, выбираем типовой процесс регулирования.

      По  графику Rg=f(т/Т) выбирают наиболее простой закон регулирования, который обеспечит необходимое значение динамического коэффициента регулирования Rg. Для статического объекта по рис 12 получим ПИ-регулятор.

2. в представленном графике (рис. 13) определяется относительное время регулирования.

 

      tp/т=8; 

      По  его величине надо определить абсолютное время регулирования

        

      tp=tp/т*Тоб;

      tp=8*4.5=36с. 

      И сравнить его с допустимым временем регулирования. Полученное время регулирования должно быть меньше допустимого: 

      tp<=tp.доп;

      36<=40; 

      

3. определение параметров максимальной динамической настройки регулятора – уравнение регулятора:

 

      y=kpX+kp1  xdt=kp(x+1/Tu  xdt); 

          Параметры настройки:

      kp; % хода РО/м3ч – коэффициент передачи (параметр настройки П-части) 

      kp=0.6/(коб*тоб/Тоб);

      кр=0.6/(20*4.5/15)=0.1;

             где Ти, с – время изодрома (параметр настройки И-части регулятора)

           Ти=0.6*Тоб;

      Ти=0.6*15=9; 
 
 
 

      Подставив рассчитываемые данные, получим уравнение 

      у=0.1(х+1/9  хdt). 
 
 

      

Расчёт  устойчивости САР 

          Параметры объекта регулирования. 

      т=4.5с;

      тоб-15с;

      Коб=20м3/ч/%хода РО 

Параметры регулятора 

      Кр=0.7/(коб*т/Тоб);

      Кр=0.7/(20*4.5/15); 

          Порядок расчёта:

          Расчёт частотных характеристик объекта с самовыравниванием 

      Wоб(jw)=kоб/(1+j*Tоб*w)*e   ;

      Aоб(w)=коб/  1+Тоб2*w2;

      

      Фоб(w)=-(wт+arctgTоб*w); 
 
 
 
 

      Расчёт  частотных характеристик для  пропорционально-интегрального регулятора. 

      W(jw)=kp*  (1/w2*Tu2+1);

      Ap(w)=kp*  (1/w2*Tu2+1);

      Фр(w)=arctg(w*Tu)-п/2;

      

      

         Частотные характеристики разомкнутой системы рассчитываются по формулам 

      A(w)=Aоб(w)*Ap(w);

      Ф(w)=Фоб(w)+Фр(w); 

          Частоте предают значения от 0 до бесконечности, чтобы найти значения величин: A(w), Aоб(w), Ap(w), Ф(w), Фоб(w), Фр(w)

          Полученные данные заносят в таблицу: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Таблица 3  - АФХ объекта регулирования и разомкнутой САР

 
 

         По виду годографа выявляют устойчива ли система и в случае её устойчивости находят запасы устойчивости по модулю и фазе.

         Запас по модулю 

      C=1-a;

      C=1-0.4772=0.5228; 

      Вывод: построенный годограф АФХ разомкнутой  системы не охватывает на комплексной  плоскости точку Б с координатами (-1;j0). Следовательно замкнутая система АР с выбранным ПИ-регулятором устойчива. 

    2.3 Обоснование выбора типа промышленного регулятора 

      Выбор конкретного вида регулятора определяется:

1. статическими и динамическими свойствами объекта регулирования;
2. требуемым качеством регулирования;
3. условиями согласования регулятора со смежной аппаратурой;
4. параметрами окружающей среды – температурой, влажностью, вибрацией, наличием магнитных полей, химической агрессивностью, взрывоопасностью и т.п.;
5. надёжностью;
6. условиями обслуживания и ремонта;
7. экологическими показателями;
8. номенклатурой выпускаемых приборов.

      При создании новой системы автоматического  регулирования желательно комплектовать  её приборами агрегатных унифицированных  систем, которые включают в себя отдельные типовые блоки со стандартизированными

      

входными  и выходными сигналами, позволяющие составлять разнообразные варианты схем регулирования. Такой подход облегчает проектирование, монтаж, наладку и эксплуатацию систем автоматики и предопределяет их экологическую эффективность.

      При выборе приборов по виду используемой для создания управляющего воздействия энергия руководствуется анализом преимуществ и недостатков регулятора 
Электрические регуляторы.

      Преимущества:

1. питание от централизованных электрических сетей без специальных источников электроснабжения;
2. практически неограниченный радиус действий;
3. независимость рабочих характеристик от температуры и давления окружающей среды;
4. легкость монтажа и демонтажа;
5. значительная стандартизация и лёгкая заменяемость деталей;

      Недостатки:

1. меньшая возможность плавного регулирования скоростей исполнительных механизмов;
2. пониженная надежность аппаратуры из-за наличия контактов в ряде элементов и хрупкости реле, ламп и т.д.
3. сравнительная сложность наладки и эксплуатации, требующая высокой квалификации обслуживающего персонала;
4. относительно низкий вид.

      Электрические регуляторы, в состав которых входит электронно-ламповый или полупроводниковый  усилитель, называются электронными. Электронные  регуляторы могут осуществлять позиционное  и непрерывное регулирование  и формировать любой закон  регулирования (П, И, ПД, ПИ и ПИД)

      

      Одним из условий предъявляемых к регулятору, является обеспечение требуемого качества регулирования. Независимо от конструктивного  выполнения регулятора качество осуществляемого  им процесса регулирования определяется законом регулирования.

      Основываясь на вышеизложенных условиях выбора регулятора и преимуществах электронного, мой  выбор останавливается на современных  разработках. Sumatic является прибором очень удобным в эксплуатации, т.к. необходимую программу работы можно в него заложить через ЭВМ. 
 
 
 

      2.4 Структурные схемы промышленных  регуляторов. 

      В промышленных автоматических регуляторах  для реализации Пи-законы регулирования  используют отрицательную обратную связь. 

      

      Рисунок 4– структурная схема промышленного ПИ-регулятора. 

      По  структурной схеме формирования закона ПИ-регулирования осуществляется аналогично идеальному ПИ-регулятора. Для уменьшения отрицательного влияния  на закон Пи-регулирования ИМ он имеет отрицательную обратную связь  в виде усилительного звена wос(р)=кос.

      Передаточная  функция реального ПИ-регулятора имеет вид: 

Wр(р)=(wпи(р)/кос)*(1/тбр+1);

 

      Таким образом ПИ-регулятор реализует  Пи-закон с погрешностью, определяемой балансным апериодическим звеном, постоянная времени которого