규제 대상의 구조 다이어그램. 기술 프로세스의 자동 제어 자동 제어 방법

화학 기술 공정에서 제어 및 규제되는 주요 기술 매개변수에는 유량, 수준, 압력, 온도, pH 값 및 품질 지표(농도, 밀도, 점도 등)가 포함됩니다.* [이러한 매개변수 측정의 기본, 자동 제어 장치 및 액추에이터는 "기술 측정 및 장비" 및 "기술 자동화 장비" 과정에서 연구됩니다. 여기서는 제어 채널, 제어 장치 및 자동화 장비의 정적 및 동적 특성을 고려하여 이러한 매개변수를 조절하는 기능을 고려하고 특정 매개변수를 조절하는 가장 일반적인 시스템의 예를 제공합니다.] 흐름 조절. 흐름을 조절해야 할 필요성은 거의 모든 연속 프로세스를 자동화할 때 발생합니다. 자재 흐름의 교란을 안정화하도록 설계된 Flow ACS는 기술 프로세스를 위한 개방 루프 자동화 시스템의 필수적인 부분입니다. Flow ASR은 다른 매개변수를 조절하기 위해 캐스케이드 시스템의 내부 회로로 자주 사용됩니다. 주어진 혼합물 구성을 보장하거나 장치의 재료 및 열 균형을 유지하기 위해 단일 회로 또는 캐스케이드 ASR에서 여러 물질의 유속 비율을 조절하는 시스템이 사용됩니다.

흐름 제어 시스템은 두 가지 특징을 가지고 있습니다: 조절되는 물체 자체의 낮은 관성; 파이프라인의 압력 맥동으로 인해 발생하는 흐름 변화 신호에 고주파 성분이 존재합니다(후자는 제한 장치를 통해 흐름을 조절할 때 펌프나 압축기의 작동 또는 무작위 흐름 변동으로 인해 발생함).

그림에서. 2.1은 흐름 조절을 위한 물체의 개략도를 보여줍니다. 일반적으로 이러한 객체는 유량 측정 지점(예: 제한 장치의 설치 위치) 사이의 파이프라인 섹션입니다. 1 ) 및 규제 기관 2. 이 섹션의 길이는 제한 장치 및 조절기 설치 규칙에 따라 결정되며 일반적으로 수 미터입니다. "밸브를 통한 물질의 흐름 - 유량계를 통한 물질의 흐름" 채널의 역학은 대략 순수 지연이 있는 1차 비주기 링크로 설명됩니다. 순수 지연 시간은 일반적으로

쌀. 2.1. 유량 조절용 개체의 개략도: /-유량계; 2 - 컨트롤 밸브

가스의 경우 몇 초, 액체의 경우 몇 초를 설정합니다. 시간 상수는 몇 초입니다.

규제 대상의 관성이 낮기 때문에 자동화 장비 선택 및 ACP 계산 방법에 특별한 요구 사항이 적용됩니다. 특히 산업 설비에서는 흐름 제어 및 조절 회로의 관성이 물체의 관성에 비례하게 되므로 제어 시스템을 계산할 때 이를 고려해야 합니다.

개별 회로 요소의 순 지연 및 시간 상수에 대한 대략적인 추정은 동적 보상 원리를 기반으로 구축된 최신 1차 흐름 변환기가 증폭기로 간주될 수 있음을 보여줍니다(그림 2.2). 액츄에이터는 시간 상수가 몇 초인 1차 비주기 링크로 근사되며 포지셔너를 사용할 때 액츄에이터의 성능이 크게 향상됩니다. 제어 수단과 조절 수단을 연결하는 임펄스 라인은 순수 지연이 있는 1차 비주기 링크로 근사화되며, 그 매개변수는 라인 길이에 따라 결정되며 몇 초 내에 위치합니다. 회로 요소 사이의 거리가 먼 경우 임펄스 라인의 길이를 따라 추가 전력 증폭기를 설치해야 합니다.

물체의 관성이 낮기 때문에 작동 주파수가 최대값보다 높아 표준 규제법이 구현되는 산업 조절기의 정상 작동 영역이 제한될 수 있습니다. 이 영역 외부에서는 컨트롤러의 동적 특성이 표준 컨트롤러와 다르므로 실제 제어 법칙을 고려하여 작동 설정을 조정해야 합니다.

쌀. 2.2. 흐름 제어 시스템의 블록 다이어그램:

1 - 객체; 2 - 1차 유량 변환기; 3 - 조절기; 4 - 임펄스 라인; 5 - 액추에이터

제어 법칙의 선택은 일반적으로 과도 프로세스에 필요한 품질에 따라 결정됩니다. 단일 회로 ASR에서 정적 오류 없이 흐름을 조절하기 위해 PI 컨트롤러가 사용됩니다. 흐름 ACP가 캐스케이드 제어 시스템의 내부 루프인 경우 다시

쌀. 2.3. 원심 분리 후 흐름 제어 방식 (ㅏ)그리고 피스톤( 비) 펌프:

/ - 유량계; 2 - 컨트롤 밸브; 3- 조절기; 4 - 펌프

유량 조절기는 조절의 P 법칙을 구현할 수 있습니다. 흐름 신호에 고주파 간섭이 있는 경우 신호를 사전에 평활화하지 않고 제어 법칙에 차동 구성요소가 있는 조정기를 사용하면 시스템이 불안정하게 작동할 수 있습니다. 따라서 산업용 흐름 제어 시스템에서는 PD 또는 PID 컨트롤러를 사용하지 않는 것이 좋습니다.

흐름 제어 시스템은 흐름을 변경하기 위해 세 가지 방법 중 하나를 사용합니다.

파이프라인(밸브, 게이트, 게이트)에 설치된 규제 기관을 통해 물질의 흐름을 조절합니다.

제어된 에너지원을 사용하여 파이프라인의 압력을 변경합니다(예: 펌프 모터의 속도 또는 팬 블레이드의 회전 각도 변경).

우회(bypassing), 즉 과잉 물질을 주 파이프라인에서 우회 라인으로 전달하는 것입니다.

원심펌프 이후의 유량제어는 토출관에 설치된 제어밸브에 의해 이루어진다(그림 2.3, ㅏ). 피스톤 펌프를 사용하여 액체를 펌핑하는 경우 조절기 작동 중에 밸브가 완전히 닫혀 파이프라인이 파열되거나 밸브가 설치된 경우 서징이 발생할 수 있으므로 이러한 ACP의 사용은 허용되지 않습니다. 펌프 흡입). 이 경우 흐름 바이패스를 사용하여 흐름을 조절합니다(그림 2.3, 비).

벌크 고형물의 유량은 호퍼 출구에서 제어 밸브의 개방 정도를 변경하여 조절됩니다(그림 2.4, ㅏ) 또는 컨베이어 벨트의 속도를 변경하여(그림 2.4, 비). 유량계는 컨베이어 벨트에 있는 재료의 질량을 결정하는 계량 장치일 수 있습니다.

비용 비율 조정두 가지 물질은 아래 설명된 세 가지 계획 중 하나에 따라 수행될 수 있습니다.

1. 불특정 전체 생산성으로 한 물질의 소비 (그림 2.5, ㅏ) G 1 , "리딩"이라고 불리며 임의로 변경될 수 있습니다. 두 번째 물질은 일정한 비율로 공급됩니다. ~에첫 번째와 같으므로 "구동" 유속은 다음과 같습니다. yG 1 .

쌀. 2.4. 벌크 솔리드 소비 규제 계획:

ㅏ -제어 밸브의 개방도를 변경하는 단계; b - 컨베이어 속도 변경; / - 벙커; 2 - 컨베이어; 3 - 레귤레이터; 4 - 조절 밸브; 5 - 전기 모터

때로는 비율 조정기 대신 비율 릴레이와 하나의 변수에 대한 기존 조정기가 사용됩니다 (그림 2.5,6). 릴레이 출력 신호 6, 주어진 비율 계수 설정 와이,"슬레이브" 유량의 유지를 보장하는 조절기 5에 작업 형태로 공급됩니다.

주어진 "선행" 유량의 경우 ASR 비율 외에도 "선행" 유량의 ASR도 사용됩니다(그림 2.5, c). 이 방식을 사용하면 유량 목표가 변경되는 경우 G\ 소비가 자동으로 변경됩니다 G% (주어진 비율로 미군 병사).

유량비의 ASR은 세 번째 기술 매개변수를 조절하기 위한 캐스케이드 시스템의 내부 루프입니다. ~에(예: 장치의 온도) ~에

쌀. 2.5. 비용 비율 규제 계획:

ㅏ, 비- 불특정 총 부하에서; V- 주어진 총 부하에서; G- 주어진 총 하중에서 세 번째 매개변수에 따라 비율 계수를 수정합니다. ", 2 - 유량계; 3 - 비율 조절기; 4, 7 - 제어 밸브; 5 - 유량 조절기; 6 - 비율 릴레이; 8 - 온도 조절기; 9 - 제한 장치

이 경우 지정된 비율 계수는 이 매개변수에 따라 외부 조정기에 의해 설정됩니다. 미군 병사= 와이{ 와이) G\ (그림 2.5,d). 위에서 언급한 것처럼 캐스케이드 ASR 설정의 특징은 Xrn^Yar^Yarv 제한이 내부 조정기의 작업에 설정된다는 것입니다. 유량비 ASR의 경우 이는 Yh^y^Yb 제한에 해당합니다. 외부 조절기의 출력 신호가 한계 [dg rn, x rv]를 초과하는 경우 비율 조절기의 설정은 최대 허용 값으로 유지됩니다. ~에(예: Yh 또는 Yb) - 레벨 제어. 레벨은 장치의 유체역학적 평형을 간접적으로 나타내는 지표입니다. 레벨의 불변성은 액체 유입이 유량과 동일하고 레벨 변화율이 0일 때 물질 균형을 준수함을 나타냅니다. 여기서는 "유입"과 "싱크"가 일반적인 개념이라는 점에 유의해야 합니다. 가장 간단한 경우, 장치(수집기, 중간 탱크, 액상 반응기)에서 상 변형이 발생하지 않을 때 유입량은 장치에 공급되는 액체의 유량과 같고 배수량은 액체의 유량과 같습니다. 장치에서 액체가 제거되었습니다. 물질의 상 상태 변화를 수반하는 더 복잡한 공정에서 수준은 수력학뿐만 아니라 열 및 물질 전달 공정의 특징이며 유입 및 배수는 물질의 상 변형을 고려합니다. 이러한 공정은 증발기, 응축기, 증발 장치, 증류탑 등에서 발생합니다.

일반적인 경우, 수준의 변화는 다음 형식의 방정식으로 설명됩니다.

(2.1)

여기서 S는 장치의 수평(자유) 단면적 G B x입니다.

레벨 유지 관리에 필요한 정확도에 따라 다음 두 가지 제어 방법 중 하나가 사용됩니다.

쌀. 2.6. 위치 레벨 제어 회로의 예:

/ - 펌프; 2 - 장치; 3 - 레벨 표시기; 4 - 레벨 조절기; 5,6 - 제어 밸브

1) 장치의 레벨이 지정된 상당히 넓은 범위 내에서 유지되는 위치 제어: 엘„^ 엘^. 엘 비 . 이러한 제어 시스템은 액체 수집기 또는 중간 용기에 설치됩니다.

쌀. 2.7. 연속 레벨 제어 회로:

ㅏ- "유입에 관한" 규제; 비- "배수구에 대한" 규제; V- 캐스케이드 ASR; / - 레벨 조절기; 2 - 컨트롤 밸브; 3, 4 - 유량계; 5 - 비율 조절기

(그림 2.6). 레벨 한계에 도달하면 흐름이 자동으로 예비 탱크로 전환됩니다.

2) 주어진 값에서 레벨의 안정화를 보장하는 지속적인 규제, 즉 엘 = 엘°.

특히 액체 레벨이 열 공정에 큰 영향을 미치는 열교환기의 레벨 제어 정확성에 대한 요구가 높습니다. 예를 들어 증기 열 교환기에서는 응축수 수준에 따라 실제 열 교환 표면이 결정됩니다. 이러한 ASR에서는 PI 컨트롤러를 사용하여 정적 오류 없이 레벨을 조절합니다. P-레귤레이터는 고품질 제어가 필요하지 않고 시스템의 교란에 일정한 구성 요소가 없어 정적 오류가 누적될 수 있는 경우에만 사용됩니다.

장치에 상 변환이 없으면 장치의 레벨은 다음 세 가지 방법 중 하나로 조정됩니다.

장치 입구에서 액체 유량을 변경하여("유입" 조절, 그림 2.7, ㅏ);

장치 출구에서 액체 유량을 변경합니다 ( "배수구에서"제어, 그림 2.7.6).

레벨 보정을 통해 장치의 입구와 출구에서 유체 유량의 비율을 조절합니다(캐스케이드 ASR, 그림 2.7, c). 보정 회로를 비활성화하면 레벨을 조절할 때 오류가 누적될 수 있습니다. 비율 조절기 설정 시 불가피한 오류로 인해 장치 입구와 출구의 액체 유속이 서로 정확히 동일하지 않기 때문입니다. 객체의 통합 속성 [참조. 식 (2.1)] 장치의 레벨은 지속적으로 증가(또는 감소)합니다.

장치의 유체 역학적 과정에 상 변화가 수반되는 경우 그림 1에 표시된 것처럼 냉각수 (또는 냉각수) 공급을 변경하여 레벨을 조정할 수 있습니다. 2.8. 이러한 장치에서 레벨은 다른 매개변수(예: 압력)와 상호 연결되므로 각 특정 레벨을 조절하는 방법을 선택합니다.

쌀. 2.8. 증발기의 레벨 제어 회로:

1 - 증발기; 2 - 레벨 조절기; 3 - 컨트롤 밸브

쌀. 2.9. 유동층 수준 조정:

ㅏ- 입상 물질 제거; b - 가스 소비량의 변화; 1 - 유동층 장치; 2 - 레벨 조절기; 3 - 규제 기관

이 경우 나머지 제어 루프를 고려하여 수행해야 합니다.

레벨 제어 시스템의 특별한 위치는 입상 물질의 유동층이 있는 장치의 레벨 ASR이 차지합니다. 가스유량과 층질량의 비율이 상당히 좁은 범위 내에서 유동층 수준의 안정적인 유지가 가능하다. 가스 흐름(또는 입상 물질의 흐름)이 크게 변동하면 층 동반 또는 침전 체제가 발생합니다. 따라서 유동층 레벨 제어의 정확성에 대한 요구가 특히 높습니다. 장치의 입구 또는 출구에서 입상 물질의 흐름(그림 2.9, a) 또는 층을 액화하기 위한 가스 흐름(그림 2.9, a)이 규제 영향으로 사용됩니다. 비).\

압력 조절.압력은 장치 입구 및 출구에서의 기체상 유속 비율을 나타내는 지표입니다. 압력의 일정성은 기상의 물질 균형을 준수함을 나타냅니다. 일반적으로 공정 설치 시 압력(또는 진공)은 어느 하나의 장치에서 안정화되며 시스템 전반에 걸쳐 라인과 장치의 유압 저항에 따라 설정됩니다. 예를 들어 다중 효과 증발기 설치(그림 2.10)에서는 마지막 증발기의 진공이 안정화됩니다. 다른 장치에서는 교란이 없는 경우 생산 라인의 유압 저항을 고려하여 재료 및 열 균형 조건에 따라 결정되는 진공이 설정됩니다.

압력이 공정 동역학에 큰 영향을 미치는 경우 개별 장치에 압력 안정화 시스템이 제공됩니다. 예를 들어 상평형 곡선이 압력에 크게 의존하는 정류 과정이 있습니다. 또한, 이원 증류 공정을 규제할 때 종종 간접적인 방법으로

혼합물의 조성을 나타내는 지표는 끓는점이며, 이는 일정한 압력에서만 조성과 고유하게 관련됩니다. 따라서 일반적으로 제품 증류탑에는 특수 압력 안정화 시스템이 제공됩니다(그림 2.11).

기체 상태에서 장치의 물질 균형 방정식은 다음과 같이 작성됩니다.

어디 V - 장치의 부피; 0 V x 및 (Zout은 장치에 각각 공급되고 장치에서 제거되는 가스 유량이고, G 0 e는 단위 시간당 장치에서 생성된(또는 소비되는) 가스의 질량입니다.

식 (2.1)과 (2.2)를 비교하면 알 수 있듯이 압력 조절 방법은 레벨 조절 방법과 유사합니다. 위에서 논의한 압력 ACP의 예에서 선택된 조절 영향은 컬럼 상단에서 제거된 비응축 가스의 유속(예: G Bb ix, 그림 2.11)과 기압 응축기로 들어가는 냉각수의 유속입니다. , 이는 2차 증기의 응축 속도에 영향을 미칩니다(예: G 0 6, 그림 2.10).

압력 제어 시스템 중 특별한 위치는 장치의 압력 강하를 조절하는 시스템이 차지하며, 이는 공정 과정에 큰 영향을 미치는 유체 역학 체제를 특징으로 합니다. 이러한 장치의 예로는 충전 컬럼(그림 2.12,a), 유동층 장치(그림 2.12,6) 등이 있습니다.

온도 조절. 온도는 시스템의 열역학적 상태를 나타내는 지표이며 다음과 같이 사용됩니다.

쌀. 2.10. 다중 효과 증발 플랜트의 진공 제어:

1,2 - 증발기; 3 - 기압 커패시터; 4 - 진공 조절기; 5 - 컨트롤 밸브

쌀. 2.11. 증류탑의 ASR 압력:

/ - 열; 2 - 환류 응축기; 3 - 환류 탱크; 4 - 압력 조정기; 5 - 제어 밸브

쌀. 2.12. 차압 제어 회로: ㅏ- 노즐이 있는 컬럼 장치에서; b - 유동층 장치에서; / - 장치; 2 - 차압 조절기; 3 - 컨트롤 밸브

열 과정을 조절할 때 좌표 이동. 온도 제어 시스템에서 물체의 동적 특성은 공정의 물리적, 화학적 매개변수와 장치 설계에 따라 달라집니다. 따라서 ACP 온도 선택에 대한 일반적인 권장 사항을 공식화하는 것은 불가능하며 각 특정 프로세스에 대한 분석이 필요합니다.

온도 제어 시스템의 일반적인 특징에는 열 공정 및 산업용 온도 센서의 상당한 관성이 포함됩니다. 따라서 온도 제어 시스템을 설계할 때 주요 작업 중 하나는 센서의 관성을 줄이는 것입니다.

예를 들어 보호 케이스에 들어 있는 온도계의 동적 특성을 고려해 보겠습니다(그림 2.13, a). 온도계의 블록 다이어그램은 4개의 열 용기의 직렬 연결로 표현될 수 있습니다(그림 2.13.6): 보호 커버 1, 공극 2, 온도계 벽 3 그리고 작동유체 그 자체 4. 각 레이어의 열 저항을 무시하면 모든 요소는 1차 비주기 링크로 근사화될 수 있으며 그 방정식의 형식은 다음과 같습니다.

중/- 덮개, 공극, 벽 및 액체의 질량 씨 피 제이 - 비열 용량; 알, 교류- 열전달 계수; ^l. 헤르츠- 열전달 표면.

방정식(2.3)에서 볼 수 있듯이 온도 센서의 관성을 줄이는 주요 방향은 다음과 같습니다.

센서 설치 위치를 올바르게 선택하면 매체에서 덮개로의 열 전달 계수가 증가합니다. 이 경우 매체의 이동 속도는 최대여야 합니다. 다른 모든 조건이 동일하다면 액체상(기체상과 비교), 응축 증기(응축수와 비교) 등에 온도계를 설치하는 것이 더 바람직합니다.

재료 및 두께 선택으로 인해 보호 커버의 열 저항 및 열용량이 감소합니다.

필러(액체, 금속 부스러기) 사용으로 인한 에어 갭의 시간 상수 감소; 열전 변환기(열전대)의 경우 작업 접합부는 보호 커버에 납땜됩니다.

기본 변환기 유형 선택; 예를 들어, 저항 온도계, 열전대 또는 압력 온도계를 선택할 때 저관성 열전대가 관성이 가장 작고 압력 온도계가 가장 크다는 점을 고려해야 합니다. pH 조절. pH 제어 시스템은 필요한 제어 정확도에 따라 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. pH의 변화율이 작고 변동의 허용 한계가 상당히 넓은 경우 지정된 한계 내에서 pH를 유지하는 위치 제어 시스템이 사용됩니다. pH H sgpH

pH를 조절할 때 물체의 일반적인 특징은 시약 소비에 대한 pH의 비선형 의존성과 관련된 정적 특성의 비선형성입니다. 그림에서. 그림 2.14는 다음의 특성을 나타내는 적정 곡선을 보여줍니다.

쌀. 2.13. 원리와 구조 (비)온도계 다이어그램: 1 - 보호 케이스; 2 - 공극; 3 - 온도계 벽; 4 - 작동유체

쌀. 2.14. 시약 소비에 대한 pH 값의 의존성

산 소비에 대한 pH 의존성 G\. 서로 다른 pH 값에 대해 이 곡선에서 세 가지 특징적인 부분을 구별할 수 있습니다. 첫 번째(가운데)는 거의 중성인 환경과 관련되며 선형에 가깝고 매우 큰 이득이 특징입니다. 고알칼리성 또는 산성 환경과 관련된 두 번째 및 세 번째 섹션은 가장 큰 곡률을 갖습니다.

첫 번째 섹션에서는 정적 특성을 지닌 물체가 릴레이 요소에 접근합니다. 실제로 이는 선형 ACP를 계산할 때 조정기의 이득이 너무 작아 산업용 조정기의 작동 설정을 벗어나는 것을 의미합니다. 중화 반응 자체가 거의 즉시 발생하기 때문에 장치의 동적 특성은 혼합 과정에 의해 결정되며 혼합 장치가 있는 장치에서는 지연된 1차 미분 방정식으로 매우 정확하게 설명됩니다. 또한 장치의 시상수가 작을수록 장치와 컨트롤러의 관성과 임펄스 라인의 지연이 영향을 미치기 시작하므로 공정의 안정적인 제어를 보장하기가 더 어려워집니다.

안정적인 pH 조절을 보장하기 위해 특수 시스템이 사용됩니다. 그림에서. 2.15, ㅏ 2개의 제어 밸브가 있는 pH 제어 시스템의 예를 보여줍니다. 판막 1, 공칭 직경이 크고 대략적인 유량 제어에 사용되며 컨트롤러 출력 신호의 최대 변경 범위에 맞게 구성됩니다. [엑스 rn , X 도랑 ] (그림 2.15.6, 곡선 /). 판막 2, 더 낮은 처리량을 위해 설계되고 다음과 같은 방식으로 구성되어 정확한 조절을 제공합니다. 엑스 아르 자형 =x 아르 자형 °+<А 완전히 열려 있고, 언제 엑스 피 = 엑스 V ° -A - 완전히 닫혀 있습니다(곡선 2). 그래서

쌀. 2.15. pH 제어 시스템의 예:

ㅏ -기능 다이어그램; b - 밸브의 정적 특성; 1, 2 - 컨트롤 밸브; 3 - pH 조절제

쌀. 2.16. pH 조절 중 물체의 정적 특성에 대한 조각별 선형 근사치입니다.

쌀. 2.17. 두 개의 조절기가 있는 pH 제어 시스템의 블록 다이어그램

따라서, pH°에서 pH의 약간의 편차가 있는 경우, XP°-L^AGr^lgr 0 +)A, 밸브 열림 정도는 / 실질적으로 변하지 않으며 밸브에 의해 조절됩니다. 2. 만약에 \엑스 아르 자형-x r°| >L, 밸브 2 극단적인 위치에 남아 있고 조절은 밸브 /에 의해 수행됩니다.

정적 특성의 두 번째 및 세 번째 섹션(그림 2.14)에서 선형 근사치는 매우 좁은 범위의 pH 변화에서만 유효하며 실제 조건에서는 선형화로 인한 제어 오류가 허용할 수 없을 정도로 클 수 있습니다. 이 경우, 선형화된 객체가 가변 이득을 갖는 조각별 선형 근사(그림 2.16)를 통해 더 정확한 결과를 얻을 수 있습니다.

응 밥. 그림 2.17은 이러한 ASR의 블록 다이어그램을 보여줍니다. LrN 불일치에 따라 조정기 중 하나가 켜지고 물체의 해당 이득에 맞게 조정됩니다.

구성 및 품질 매개변수의 규제. 화학 기술 공정에서는 제품의 품질 매개변수(가스 혼합물의 구성, 흐름 내 특정 물질의 농도 등)를 정확하게 유지하는 것이 중요한 역할을 합니다. 이러한 매개변수는 측정이 복잡하다는 특징이 있습니다. 어떤 경우에는 크로마토그래피 방법을 사용하여 조성을 측정합니다. 이 경우 측정 결과는 크로마토그래피 작동 주기 동안 서로 떨어져 있는 이산적인 순간에 알려집니다. 제품 품질을 측정하는 유일한 방법이 다소 기계화된 샘플 분석을 통해서인 경우에도 유사한 상황이 발생합니다.

쌀. 2.18. 제품 품질 매개변수에 대한 ACP 흐름도:

1 - 객체; 2 - 품질 분석기; 3 - 컴퓨팅 장치; 4 - 레귤레이터

측정 불연속성으로 인해 상당한 추가 지연이 발생하고 동적 제어 정확도가 감소할 수 있습니다. 측정 지연으로 인한 바람직하지 않은 영향을 줄이기 위해 모델을 사용하여 제품 품질을 지속적으로 측정되는 변수와 연관시킵니다. 이 모델은 매우 간단할 수 있습니다. 모델의 계수는 모델로부터 계산되고 다음 분석의 결과로 발견된 정성적 매개변수의 값을 비교하여 개선됩니다(이러한 개선을 위한 알고리즘은 섹션 5.8에 제시되어 있습니다). 따라서 품질을 규제하는 합리적인 방법 중 하나는 직접 분석 데이터를 기반으로 계산 알고리즘을 명확히 하여 간접적으로 계산된 지표에 따라 규제하는 것입니다. 측정 사이에 이전에 측정된 값을 추정하여 제품 품질 지수를 계산할 수 있습니다.

제품 품질 매개변수를 규제하기 위한 시스템의 블록 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. 2.18. 컴퓨팅 장치는 일반적으로 품질 점수 추정치를 지속적으로 계산합니다. 엑스(티) 공식에 따르면

첫 번째 항은 의존성을 반영합니다. 엑스지속적으로 측정되는 프로세스 변수 또는 이와 동적으로 연관된 수량(예: 도함수) 및 두 번째 - 외삽 필터의 출력에서.

구성 및 품질 관리의 정확성을 높이기 위해 자동 보정 장치가 있는 장치가 사용됩니다. 이 경우 제어 시스템은 구성 분석기를 주기적으로 교정하여 특성을 조정합니다.

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러시아 연방 교육과학부

고등 전문 교육 연방 주 예산 교육 기관의 지점

Syzran의 "Samara State Technical University"

전기기계산업자동화학과

코스 프로젝트

"자동화 시스템 설계" 분야에서

EOLU AVT-6 설치 시 기술 매개변수 규제

완전한:

학생 gr. EABZ-401 골로틴 K.O.

확인됨:

미술. 선생님 Shumilov E.A.

시즈란 2014

소개

1. 설치 설명

3. 레귤레이터 계산

결론

소개

석유는 고대부터 인간에게 알려져 왔습니다. 수세기 동안 석유는 의약품, 연료, 조명 재료로 사용되었습니다. 러시아에서는 기술이 발전하면서 정유 산업도 발달하여 석유를 이용하여 다양한 석유제품을 생산할 수 있게 되었습니다. 석유 산업은 화학 및 석유화학 산업에 원자재와 중간 제품을 공급해야 하는 큰 과제에 직면해 있습니다. 이들 산업의 발전을 위한 원자재는 천연가스, 수반가스, 액화가스, 개별 탄화수소 분획입니다. 또한 정유소에서는 방향족 탄화수소, 카본 블랙 원료, 합성 지방산 및 알코올뿐만 아니라 기타 여러 제품을 생산하기 시작했습니다. 현대 정유 산업은 끊임없이 과학 기술 발전의 조짐을 보이고 있습니다. 정유소의 주요 기술 공정은 1차 단계의 오일 탈염 및 탈수, 촉매 분해, 촉매 개질, 이성질화, 석유 증류액의 수소화 정제 등입니다. - 2차 및 후속 단계입니다.

2차 정유 공정의 광범위한 사용으로 인해 정확한 오일 분리 및 더 깊은 선택에 대한 요구 사항이 증가합니다. 정유의 현대 기술 프로세스는 높은 생산성, 높은 유속 및 특정 매개변수 값을 특징으로 하며, 그 편차는 가장 작은 한계 내에서만 허용됩니다.

현대 세계 시장은 석유 및 석유 제품의 품질에 대한 요구가 높기 때문에 제품의 품질을 지속적으로 개선하는 것이 필요합니다. 그리고 이를 위해서는 최신의 고정밀 제어 시스템을 사용해야 합니다.

오일 증류 공정은 소위 대기 관형(AT) 및 진공 관형(VT) 또는 대기-진공 관형(AVT) 장치에서 수행됩니다.

AT 시설에서는 석유의 얕은 증류를 수행하여 연료(가솔린, 등유, 디젤) 유분과 연료유를 생산합니다. VT 장치는 연료유 증류용으로 설계되었습니다. 이들로부터 얻은 경유, 유분 및 타르는 연료, 윤활유, 코크스, 역청 및 기타 석유 제품을 생산하기 위한 후속(2차) 가공 공정의 원료로 사용됩니다.

현대의 오일 증류 공정은 탈수 및 탈염, 2차 증류 및 휘발유 분획의 안정화 공정(ELOU-AT, ELOU-AVT 등)과 결합됩니다.

1. 설치 설명

ELOU AVT-6 대기 장치의 기술 프로세스는 다음과 같이 진행됩니다. ELOU에서 탈수 및 탈염된 오일은 열교환기에서 추가로 가열되어 부분 토핑 컬럼 1로 분리되기 위해 공급됩니다. 이 컬럼의 상단에서 나오는 탄화수소 가스와 경질 가솔린은 공냉식 및 수냉식 장치에서 응축 및 냉각되어 환류 탱크로 보내집니다. . 응축수의 일부는 급성 역류로 컬럼 1의 상단으로 되돌아갑니다. 컬럼 1의 바닥에서 제거된 오일은 관형로 4로 공급되어 필요한 온도로 가열되어 대기 컬럼 2로 보내집니다. 노 4에서 제거된 오일의 일부는 컬럼 1의 바닥으로 되돌아갑니다. 뜨거운 제트기로. 중질 휘발유는 컬럼 2의 상단에서 취해지고 연료 분획 180-220(230), 220(230)-280 및 280-350°C는 스트리핑 컬럼 3을 통해 측면에서 제거됩니다. 대기 기둥에는 급성 관개 외에도 180~220°C 및 220~280°C의 분획 선택 플레이트 아래의 열을 제거하는 두 개의 순환 관개가 있습니다. 과열된 수증기는 대기 및 스트리핑 컬럼의 하부에 공급되어 약간 끓는 부분을 제거합니다. 대기탑 하단에서 연료유가 제거되어 진공 증류 장치로 보내집니다.

2. 설치 기술 다이어그램

그림에서. 그림 1은 AVT-6 ELOU 설비의 상압 증류 장치의 개략도를 보여줍니다.

1- 토핑 컬럼;

2 - 대기 기둥;

3 - 스트리핑 컬럼;

4 - 대기로;

나 - ELOU로 기름을 바르십시오.

II - 가벼운 휘발유;

III - 무거운 휘발유;

IV - 분수 180-220;

V - 분수 220-280;

VI - 분수 280-350;

VII - 연료유;

IX - 수증기.

3. 규제기관의 계산

표 1 계산을 위한 데이터

정유산업

매개변수를 조절하기 위해 3회로 슬레이브 제어 시스템이 사용됩니다. 이러한 시스템의 블록 다이어그램은 그림 2에 나와 있습니다.

대기 오븐의 온도 제어 시스템의 경우:

R1(s) - 전기 모터 속도 컨트롤러의 전달 함수;

W11(s) - 사이리스터 변환기의 전달 함수;

W12(s) - 전기 모터의 전달 함수;

Woc1(s) - 속도 센서의 전달 함수;

R2(s) - 연료 소비 조절기의 전달 함수;

W21(s) - 펌프의 전달 함수;

Woc2(s) - 연료 소비 센서의 전달 함수;

R3(s) - 대기로에서 온도 조절기의 전달 함수;

W31(s) - 대기로의 전달 함수;

Woc3(s)는 대기로 온도 센서의 전달 함수입니다.

속도 제어 시스템의 첫 번째 회로를 기술적으로 최적으로 조정해 보겠습니다(그림 3).

첫 번째 개방 루프의 원하는 전달 함수:

다른 쪽에서는:

값을 공식 (2)에 대입하면 컨트롤러 전달 함수를 계산할 수 있습니다.

Simulink의 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 계산의 정확성을 확인해 보겠습니다. (그림 5)는 전환 과정의 그래프를 보여 주며, 그 매개 변수는 기술적 최적에 해당합니다.

쌀. 4 전기 구동 시스템 모델 다이어그램

쌀. 5 전환 그래프

첫 번째 폐루프의 전달 함수:

연료 소비 제어 시스템의 두 번째 회로를 기술적으로 최적으로 설정해 보겠습니다(그림 6).

원하는 두 번째 개방 루프 전달 함수:

다른 쪽에서는:

값을 공식 (4)에 대입하면 컨트롤러 전달 함수를 계산할 수 있습니다.

Simulink의 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 계산의 정확성을 확인해 보겠습니다. (그림 8)은 전환 과정의 그래프를 보여 주며, 그 매개변수는 기술적 최적에 해당합니다.

쌀. 7 전기 구동 시스템 모델 다이어그램

쌀. 8 전환 그래프

두 번째 폐루프의 전달 함수:

온도 제어 시스템의 세 번째 회로를 대칭 최적으로 설정해 보겠습니다(그림 9).

원하는 세 번째 개방 루프 전달 함수:

다른 쪽에서는:

값을 공식 (6)에 대입하면 컨트롤러 전달 함수를 계산할 수 있습니다.

Simulink의 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 계산의 정확성을 확인해 보겠습니다. (그림 11)은 전환 과정의 그래프를 보여 주며, 그 매개 변수는 기술적 최적에 해당합니다.

쌀. 10 전기 구동 시스템 모델 다이어그램

쌀. 11 전환 그래프

결론

이 과정에서 슬레이브 제어 시스템의 각 루프에 대해 컨트롤러가 계산되었으며 그 정확성은 Simulink의 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 검증되었습니다. 결과적인 과도 프로세스 그래프를 기반으로 오버슈트, 불일치 시간, 최대 시간 및 과도 프로세스 시간을 계산했습니다. 계산된 값은 선택한 조건(기술적 또는 대칭적 최적)에 따라 표준 값에 해당합니다. 높은 생산성, 높은 유속 및 특정 매개변수 값을 특징으로 하며 편차가 가장 작은 한계 내에서만 허용되는 대기 장치 ELOU AVT-6의 기술 프로세스도 자세히 연구되었습니다.

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자동 조절은 미리 결정된 알고리즘을 갖춘 고급 장치를 사용하여 기술 프로세스를 제어하는 것입니다.

예를 들어, 일상 생활에서는 실내 온도를 특정 수준으로 측정하고 유지하는 온도 조절 장치를 사용하여 자동 조절을 수행할 수 있습니다.

원하는 온도가 설정되면 온도 조절 장치가 자동으로 실내 온도를 모니터링하고 필요에 따라 히터나 에어컨을 켜거나 꺼서 설정 온도를 유지합니다.

생산 과정에서 공정 제어는 일반적으로 온도, 압력, 레벨, 유량 등 공정의 기술적 매개변수를 필요한 수준에서 측정하고 유지하는 계측 및 자동화를 통해 수행됩니다. 다소 대규모 생산에서 수동 규제는 여러 가지 이유로 어렵고, 많은 프로세스는 전혀 수동으로 조정할 수 없습니다.

기술 프로세스 및 프로세스 변수

기술 프로세스를 정상적으로 구현하려면 프로세스 발생의 물리적 조건을 제어해야 합니다. 온도, 압력, 레벨 및 흐름과 같은 물리적 매개변수는 여러 가지 이유로 변경될 수 있으며 이러한 변경은 공정에 영향을 미칩니다. 이렇게 변경 가능한 물리적 조건을 "공정 변수"라고 합니다.

그 중 일부는 생산 효율성을 감소시키고 생산 비용을 증가시킬 수 있습니다. 자동 제어 시스템의 목표는 공정 변수의 임의 변경과 관련된 생산 손실 및 제어 비용을 최소화하는 것입니다.

모든 생산 과정에서 원자재 및 기타 초기 구성 요소는 목표 제품을 얻기 위해 영향을 받습니다. 모든 생산의 효율성과 경제성은 기술 프로세스와 프로세스 변수가 특수 제어 시스템을 통해 어떻게 제어되는지에 따라 달라집니다.

석탄 화력 발전소에서는 석탄을 분쇄한 다음 태워서 물을 증기로 변환하는 데 필요한 열을 생산합니다. 증기는 증기 터빈 작동, 열처리 또는 원료 건조 등 다양한 목적으로 사용될 수 있습니다. 이러한 재료와 물질이 겪는 일련의 작업을 '프로세스'라고 합니다. 프로세스라는 단어는 개별 작업을 지칭하는 데에도 자주 사용됩니다. 예를 들어, 석탄을 분쇄하거나 물을 증기로 바꾸는 작업을 프로세스라고 부를 수 있습니다.

자동 제어 시스템의 작동 원리 및 요소

자동 제어 시스템의 경우 사전 구성된 기기를 사용하여 모니터링 및 조절이 자동으로 수행됩니다. 장비는 수동 제어의 경우보다 모든 작업을 더 빠르고 정확하게 수행할 수 있습니다.

시스템의 동작은 두 부분으로 나눌 수 있습니다. 시스템은 프로세스 변수 값의 변화를 감지한 다음 프로세스 변수를 강제로 설정 값으로 되돌리는 시정 조치를 취합니다.

자동 제어 시스템에는 기본 요소, 측정 요소, 조절 요소 및 최종 요소의 네 가지 주요 요소가 포함됩니다.

1차 요소는 프로세스 변수의 값을 인식하고 이를 물리량으로 변환하여 측정 요소로 전송합니다. 측정 요소는 1차 요소에 의해 생성된 물리적 변화를 프로세스 변수의 크기를 나타내는 신호로 변환합니다.

측정 요소의 출력 신호는 제어 요소로 전송됩니다. 제어 요소는 측정 요소의 신호를 설정 값을 나타내는 기준 신호와 비교하고 이 두 신호 간의 차이를 계산합니다. 그런 다음 제어 요소는 프로세스 변수의 실제 값과 설정 값 간의 차이인 수정 신호를 생성합니다.

제어 요소의 출력 신호는 최종 제어 요소로 전송됩니다. 최종 제어 요소는 수신한 신호를 프로세스 변수가 설정 값으로 돌아가도록 강제하는 시정 조치로 변환합니다.

네 가지 주요 요소 외에도 공정 제어 시스템에는 공정 변수의 크기에 대한 정보를 제공하는 보조 장비가 있을 수 있습니다. 이 장비에는 기록계, 미터, 경보 장치 등의 기기가 포함될 수 있습니다.

자동 제어 시스템의 유형

자동 제어 시스템에는 폐쇄형과 개방형의 두 가지 주요 유형이 있으며 특성이 다르므로 적용 적합성이 다릅니다.

폐쇄 루프 자동 제어 시스템

폐쇄형 시스템에서 제어되는 프로세스 변수의 값에 대한 정보는 이 변수를 제어하고 조절하도록 설계된 전체 장비 및 장치 체인을 통과합니다. 따라서 폐쇄형 시스템에서는 제어된 값을 지속적으로 측정하고 이를 설정값과 비교하여 제어된 값을 설정값과 일치시키는 프로세스에 적절한 영향을 미칩니다.

예를 들어, 이러한 시스템은 탱크에 필요한 액체 수준을 모니터링하고 유지하는 데 매우 적합합니다. 디스플레이서는 액체 레벨의 변화를 감지합니다. 측정 변환기는 레벨 변화를 신호로 변환하여 조정기로 보냅니다. 그러면 수신된 신호를 미리 지정된 필수 레벨과 비교합니다. 그 후, 조절기는 수정 신호를 생성하고 이를 물 흐름을 조절하는 제어 밸브로 보냅니다.

개방 루프 자동 제어 시스템

개방 루프 시스템에는 프로세스의 출력에서 입력까지 측정 및 신호 처리 장비와 장치의 폐쇄 체인이 없으며 프로세스에 대한 컨트롤러의 영향은 제어된 결과 값에 의존하지 않습니다. 변하기 쉬운. 프로세스 변수의 현재 값과 원하는 값이 비교되지 않으며 수정 조치가 생성되지 않습니다.

개방 루프 제어 시스템의 한 가지 예는 자동 세차입니다. 이는 세차를 위한 기술적 프로세스이며 필요한 모든 작업이 명확하게 정의되어 있습니다. 자동차가 세차를 마치고 나오면 깨끗해야 합니다. 차량이 충분히 깨끗하지 않으면 시스템이 이를 감지하지 못합니다. 여기에는 이에 대한 정보를 제공하고 프로세스를 수정하는 요소가 없습니다.

제조 과정에서 일부 개방 루프 시스템은 타이머를 사용하여 일련의 순차적 작업이 완료되도록 합니다. 이러한 유형의 개방 루프 제어는 프로세스가 그다지 중요하지 않은 경우 허용될 수 있습니다. 그러나 프로세스에서 특정 조건을 확인하고 필요한 경우 조정이 필요한 경우 개방 루프 시스템은 허용되지 않습니다. 이러한 상황에서는 폐쇄형 시스템을 사용해야 합니다.

자동 제어 방법

자동 제어 시스템은 두 가지 기본 제어 방법을 사용하여 구축할 수 있습니다. 즉, 프로세스 변수의 편차가 발생한 후 이를 수정하여 작동하는 폐쇄 루프 제어; 프로세스 변수의 편차 발생을 방지하는 교란 동작이 있습니다.

피드백 제어

폐쇄 루프 제어는 프로세스 변수의 측정된 값을 픽업 설정값과 비교하고 설정값에서 변수의 편차를 수정하기 위한 조치를 취하는 자동 제어 방법입니다.

폐쇄 루프 제어 시스템의 가장 큰 단점은 제어된 프로세스 변수가 설정점 값에서 벗어날 때까지 프로세스 조절을 시작하지 않는다는 것입니다.

제어 시스템이 증기 라인의 제어 밸브를 열거나 닫기 시작하기 전에 온도가 변경되어야 합니다. 대부분의 제어 시스템에서는 이러한 유형의 제어 동작이 허용되며 시스템 설계에 내장되어 있습니다.

의약품 제조와 같은 일부 산업 공정에서는 공정 변수가 설정값에서 벗어나는 것을 허용할 수 없습니다. 편차가 있을 경우 제품이 손실될 수 있습니다. 이 경우 프로세스의 변화를 예상하는 규제 시스템이 필요합니다. 이러한 사전 예방적 유형의 규제는 외란 기반 제어 시스템에 의해 제공됩니다.

방해 통제

외란 중심 제어는 제어 변수의 예상되는 변화를 예측하고 해당 변화가 발생하기 전에 조치를 취하기 때문에 사전 제어입니다.

이것이 외란 제어와 피드백 제어의 근본적인 차이점입니다. 외란 제어 루프는 조작 변수에 영향을 미치기 전에 외란을 중화하려고 시도하는 반면, 피드백 제어 루프는 조작 변수에 영향을 미친 후에 외란을 처리하려고 시도합니다.

외란 제어 시스템은 피드백 제어 시스템에 비해 분명한 이점이 있습니다. 외란에 의해 제어할 때 이상적인 경우 제어 변수의 값은 변경되지 않고 설정 값으로 유지됩니다. 그러나 수동 외란 제어에는 외란이 제어된 변수에 미치는 영향에 대한 보다 정교한 이해와 더 복잡하고 정확한 장비의 사용이 필요합니다.

공장에서 순수한 교란 제어 시스템을 찾는 경우는 거의 없습니다. 외란 제어 시스템을 사용하는 경우 일반적으로 피드백 제어 시스템과 결합됩니다. 그럼에도 불구하고 외란 제어는 매우 정밀한 제어가 필요한 보다 중요한 작업에만 사용됩니다.

단일 회로 및 다중 회로 제어 시스템

단일 루프 제어 시스템 또는 단순 제어 루프는 일반적으로 하나의 기본 감지 요소만 포함하고 컨트롤러에 하나의 입력 신호만 처리하는 단일 루프가 있는 제어 시스템입니다.

일부 제어 시스템에는 두 개 이상의 기본 요소가 있으며 컨트롤러당 두 개 이상의 입력 신호를 처리합니다. 이러한 자동 제어 시스템을 "다중 루프" 제어 시스템이라고 합니다.

화학 기술 공정에서 제어 및 규제가 적용되는 주요 기술 매개변수에는 흐름, 수준, 압력, 온도, pH 값 및 품질 지표(농도, 밀도, 점도 등)가 포함됩니다.

흐름을 조절해야 할 필요성은 거의 모든 연속 프로세스를 자동화할 때 발생합니다.

자재 흐름의 교란을 안정화하도록 설계된 Flow ACS는 기술 프로세스를 위한 개방 루프 자동화 시스템의 필수적인 부분입니다. 그림 3.4는 흐름 조절을 위한 개체의 개략도를 보여줍니다. 일반적으로 이러한 물체는 유량 측정 지점(예: 제한 장치 1의 설치 위치)과 조절 본체 2 사이의 파이프라인 섹션입니다. 이 섹션의 길이는 오리피스 장치 설치 규칙에 따라 결정됩니다. 및 규제 기관이며 일반적으로 수 미터입니다. "밸브를 통한 물질의 흐름 - 유량계를 통한 물질의 흐름" 채널의 역학은 대략 순수 지연이 있는 1차 비주기 링크로 설명됩니다. 순수한 지연 시간은 일반적으로 가스의 경우 몇 분의 1초이고 액체의 경우 몇 초입니다. 시간 상수는 몇 초입니다.

쌀. 3.4. 유량 조절용 개체의 개략도: 1-유량계; 2 제어 밸브.

제어 법칙의 선택은 일반적으로 요구되는 과도 프로세스 품질에 따라 결정됩니다. 단일 회로 ASR에서 정적 오류 없이 흐름을 조절하기 위해 PI 컨트롤러가 사용됩니다. 흐름 ACP가 캐스케이드 제어 시스템의 내부 루프인 경우 흐름 제어는 P-법칙에 따라 수행될 수 있습니다. 흐름 신호에 고주파 간섭이 있는 경우 신호를 사전에 평활화하지 않고 제어 법칙에 차동 구성요소가 있는 조정기를 사용하면 시스템이 불안정하게 작동할 수 있습니다. 따라서 산업용 흐름 제어 시스템에서는 PD 또는 PID 컨트롤러를 사용하지 않는 것이 좋습니다.

흐름 제어 시스템은 흐름을 변경하기 위해 세 가지 방법 중 하나를 사용합니다.

파이프라인(밸브, 게이트, 게이트)에 설치된 규제 기관을 통해 물질의 흐름을 조절합니다.

제어된 에너지원을 사용하여 파이프라인의 압력을 변경합니다(예: 펌프 모터의 속도 또는 팬 블레이드의 회전 각도 변경).

우회, 즉 과잉 물질을 주 파이프라인에서 바이패스 라인으로 이송합니다.

원심 펌프 이후의 유량은 배출 파이프라인에 설치된 제어 밸브에 의해 제어됩니다(그림 3.5a). 피스톤 펌프를 사용하여 액체를 펌핑하는 경우 조절기 작동 중에 밸브가 완전히 닫혀 파이프라인이 파열될 수 있으므로 이러한 ACP의 사용은 허용되지 않습니다. 펌프의 축).

이 경우에는
유량계는 컨베이어 벨트에 있는 재료의 질량을 결정하는 계량 장치일 수 있습니다.

쌀. 3.6. 벌크 솔리드 소비 규제 계획:

a - 제어 밸브의 개방 정도를 변경하여;

b – 컨베이어 속도의 변화; 1 – 벙커;

2 - 컨베이어; 3 - 레귤레이터; 4 – 제어 밸브;

5 – 전기 모터

두 물질의 소비 비율에 대한 규제는 아래 설명된 세 가지 계획 중 하나에 따라 수행될 수 있습니다.

1. 불특정 전체 생산성으로 인해 "선도"라고 불리는 하나의 물질 (그림 3.7, a) G1의 소비가 임의로 변경될 수 있습니다. 두 번째 물질은 첫 번째 물질과 일정한 비율 g로 공급되므로 "구동" 유속은 gG1과 같습니다. 때로는 비율 조절기 대신 비율 릴레이와 하나의 변수에 대한 기존 조절기가 사용됩니다(그림 3.7b). 주어진 비율 계수 g를 설정하는 릴레이 6의 출력 신호는 "슬레이브" 유량의 유지를 보장하는 조절기 5에 작업 형태로 공급됩니다.

2. 주어진 "선행" 유량의 경우 ASR 비율 외에도 "선행" 유량의 ASR도 사용됩니다(그림 3.7, c). 이 방식을 사용하면 G1의 유량 목표가 변경되면 G2의 유량이 자동으로 변경됩니다(G1과 지정된 비율로).

3. ASR 유량비는 세 번째 기술 매개변수 g(예: 장치의 온도)를 조절하기 위한 캐스케이드 시스템의 내부 루프입니다. 이 경우 주어진 비율 계수는 이 매개변수에 따라 외부 조정기에 의해 설정되므로 G2 = g(y) G1(그림 3.7d)입니다.

쌀. 3.7 비용 비율 규제 계획:

a, b - 총 하중이 지정되지 않은 경우; c - 주어진 총 부하에서; d - 주어진 총 하중에서 세 번째 매개변수에 따라 비율 계수를 수정합니다. 1,2 – 유량계; 3 – 비율 조절기; 4.7 – 제어 밸브;

5 - 유량 조절기; 6 – 비율 릴레이; 8 - 온도 조절기; 9 - 제한 장치

화학 기술 프로세스를 특징짓는 주요 기술 매개변수는 유속, 레벨, 압력, 온도, pH뿐 아니라 품질 매개변수(완제품의 농도 및 물리적, 화학적 특성(밀도, 점도, 습도 등))입니다.

흐름 제어

흐름을 조절할 때 일반적으로 다른 기술적 매개변수를 조절하는 시스템에 고유하지 않은 일부 기능을 고려할 필요가 있습니다. 첫 번째 기능- 일반적으로 유량 측정을 위한 기본 측정 변환기와 규제 기관 사이의 파이프라인 섹션인 규제 대상의 작은(보통 무시할 수 있는) 관성. 제어봉을 새로운 위치로 이동시킨 후, 새로운 유속은 1초도 안 되는 시간 안에, 극단적인 경우에는 몇 초 안에 설정됩니다. 이는 시스템의 동적 특성이 주로 측정 장치, 컨트롤러, 액추에이터 및 신호 전송 라인(임펄스 라인)의 관성에 의해 결정된다는 것을 의미합니다. 두 번째 기능이는 측정된 유량에 해당하는 신호에 항상 간섭이 포함되어 있으며 그 수준이 높다는 사실에서 나타납니다. 소음의 일부는 유량의 물리적 변동이며, 그 빈도가 너무 높아 시스템이 이에 응답할 시간이 없습니다. 흐름 변화 신호에 고주파 성분이 존재하는 것은 파이프라인의 압력 맥동의 결과이며, 이는 펌프, 압축기의 작동 및 예를 들어 흐름을 통해 흐름을 조절할 때 무작위 흐름 변동의 결과입니다. 제한 장치. 따라서 잡음이 있는 경우 시스템의 무작위 교란 증폭을 방지하려면 작은 값의 컨트롤러 이득을 사용해야 합니다.

흐름 제어의 개체인 파이프라인 섹션을 고려해 보겠습니다. 1, 유량 측정 위치(기본 측정 변환기의 설치 위치(예: 다이어프램 2))와 규제 기관 사이에 위치 3 (그림 1). 파이프라인의 직선 구간 길이는 일반 제한 장치 및 규제 기관 설치 규칙에 따라 결정되며 수 미터가 될 수 있습니다. 개체의 역학(파이프라인) - 채널 제어 밸브를 통한 물질의 흐름 - 유량계를 통한 물질의 흐름- 정적 링크로 표현 가능

쌀. 1. 흐름 제어 시스템의 일부.

운송 지연이 있는 첫 번째 주문 번호. 시간 상수는 몇 초입니다. 가스의 경우 전송 지연 시간은 1초 미만이고, 액체의 경우 몇 초입니다.

유량을 조절할 때 물체의 관성은 중요하지 않기 때문에 자동 제어 시스템을 계산하기 위한 기술적 제어 수단 및 방법의 선택에 대한 요구 사항이 증가합니다.

대부분의 최신 1차 유량 측정 변환기는 0차 정적 링크로 간주할 수 있으며 액추에이터(조절기와 함께 있는 액추에이터)는 시간 상수가 있는 1차 정적 링크로 간주할 수 있습니다. 티몇 초 안에. 공압식 액츄에이터의 속도를 높이기 위해 포지셔너가 사용됩니다. 공압 통신 라인은 전송 지연(시간 상수)이 있는 1차 정적 링크로 표시됩니다. 티전송 지연 시간은 통신 회선의 길이에 따라 결정되며 몇 초에 달합니다.)

제어 시스템의 기능 요소 사이의 거리가 큰 경우 임펄스 라인의 길이를 따라 추가 전력 증폭기를 설치하여 시스템 속도를 높입니다.

흐름 제어 시스템에서는 흐름을 변경하는 다양한 방법이 사용됩니다.

조절파이프라인에 설치된 규제 기관(밸브, 댐퍼, 게이트 등)을 통한 물질의 흐름;

변화펌프 또는 팬의 작동 샤프트의 회전 각속도;

우회로흐름(바이패스는 물질의 일부를 메인 라인에서 바이패스 라인으로 전달하는 것을 의미함).