Система автоматического управления

Система автоматического управления установки включает персональный компьютер и электронный блок, в состав которого входит источник питания, материнская плата, плата управления ключами, одна или две платы управления электродвигателем дозатора жидкости, плата управления нагревателем реактора.

а) Управление работой установки осуществляется управляющей программой CTL.

Управляющая программа выполняет следующие функции:

контроль состояния установки,.

загрузка, изменение и сохранение параметров,.

управление режимами работы.

Управляющая программа имеет одно рабочее окно — главное окно CTL.

Главное окно имеет 6 страниц:

• — Параметры,
• — Температура реактора,
• — Расход жидкости,
• — Калибровка,
• — ПИД Коэффициенты.

Меню управления рабочего окна состоит из 8 кнопок:

• — > - кнопка включения управления установкой,
• — - кнопка включения дозаторов газов,
• — - кнопка включения дозатора жидкости,
• — - кнопка включения нагревателя реактора,
• — - кнопка включения нагревателя регенератора,
• — - кнопка подачи исходной реакционной смеси на анализ,
• — - кнопка подачи конечной реакционной смеси на анализ,
• — - кнопка включения управления пробоотборником.

Страница Параметры содержит 6 полей.

Поле Дозатор газов предназначено для задания концентраций исходных газовых компонентов в подаваемом на реактор потоке газовой смеси, а также объемного расхода этой смеси. Один из каналов дозирования (основной) является зависимым и используется для разбавления потока с целью поддержания постоянства объемного расхода газовой смеси. Основной канал задается отметкой — точкой в поле Основной.

Таблица параметров поля Дозатор газов содержит 4 строки, соответствующие 4 каналам дозирования исходных газов с помощью дозаторов ДГ1, ДГ2, ДГ3 и ДГ4. Номера каналов дозирования совпадают с номером соответствующего ДГ и указаны слева от строки.

В первом столбце таблицы задаются статические расходы исходных дозируемых газов по каждому из каналов в см³мин^-1. Значения статических расходов определяется экспериментально.

Во втором столбце таблицы задаются концентрации необходимых компонентов в исходных дозируемых газах (С^о_i) в диапазоне от 0,0001 до 100%. Если исходный газ однокомпонентный, задаваемое значение этой концентрации равно 100%. Если исходных газ многокомпонентный, то в соответствующей ячейке столбца задается значение концентрации исходного компонента в соответствующем газе. Например, при использовании в качестве исходного газа воздуха как источника молекулярного кислорода во втором столбце набирается цифра «21», указывающая содержание кислорода в воздухе. Для других исходных газовых смесей содержание необходимого компонента указывается в паспорте на газовый баллон.

В третьем столбце оператором задаются требуемые концентрации компонентов дозируемых газов в газовой смеси в диапазоне от 0 до 100%.

В ячейке ПОЛНЫЙ РАСХОД, расположенной под таблицей, задается величина объемного расхода газа либо газовой смеси в см³мин^-1. Справа от ячейки указывается максимально допустимый при данном сочетании параметров расход в см³мин^-1.

Задаваемые в таблице величины являются взаимно зависимыми и не могут быть произвольными. Проверка возможности реализации заданной оператором совокупности параметров осуществляется путем нажатия на кнопку ПРОВЕРИТЬ, которая расположена в поле, находящимся в правом нижнем углу страницы. Если заданный набор параметров является невозможным, в строке состояния главного окна появляется сообщение об ошибке, рекомендация по ее исправлению, а неверный параметр отмечается красным цветом.

Возврат к ранее использовавшейся совокупности параметров осуществляется путем нажатия на кнопку ВЕРНУТЬ.

Поле Дозатор жидкости используется для задания расходов жидкостей и содержит одну или две строки.

Поле Нагреватели содержит таблицу 2×2. В первой строке в ячейках задаются температура и темп нагрева реактора. Во второй строке задаются температура и темп нагрева регенератора. Справа от таблицы выведены текущие значения температуры реактора и регенератора. Правильное значение температуры регенератора выводится, если разъем кабеля регенератора присоединен к соответствующему разъему на корпусе установки.

Поле Отбор пробы используется для задания режима работы пробоотборника. Поле содержит две ячейки. В левой ячейке под названием Период мин задается период срабатывания пробоотборника в минутах. В правой ячейке под названием Длительность с задается длительность отбора пробы в секундах.

Страница Температура реактора используется для вывода графика зависимости температуры реактора от времени.

Страница Контрольная термопара используется для вывода графика зависимости температуры контрольной термопары от времени, если такая термопара предусмотрена в данной модификации установки.

Страница Расход жидкости используется для вывода графиков зависимости давления управляющего пневмосигнала дозатора жидкости от времени.

Страница Калибровка используется для калибровки датчиков измерительной системы установки. Калибровка датчиком установки производится изготовителем либо персоналом, прошедшим обучение на предприятии-изготовителе.

Страница ПИД Коэффициенты используется для отображения коэффициентов ПИД-регулятора нагревателя реактора установки. Страница содержит 5 ячеек. В ячейке K_D указан коэффициент фильтрации сигнала термопары. В ячейках K_PROP, K_DIF, K_INT указаны стандартные пропорциональный, дифференциальный и интегральный коэффициенты ПИД регулирования. В ячейке К указан коэффициент линейного программирования температуры. Настройка ПИД-регулятора нагревателя проводится экспериментальным путем пользователем, исходя из его требований к настройке ПИД-регулятора. Для изменения величины коэффициентов используется файл k.cfg. Значения коэффициентов редактируются в редакторе Блокнот или любом другом подходящем для этой цели. Отредактированные значения принимаются программой для исполнения после нажатия кнопки Нагреватель реактора.

• б) Порядок использования системы автоматического управления
• 1) Включение САУ
• а) Включить персональный компьютер.
• б) Запустить программу CTL — на экране появляется главное окно этой программы.
• в) Включить электропитание установки с помощью выключателя СЕТЬ на передней панели установки — загорается зеленый индикатор на этой панели.
• г) Нажать кнопку ПРИМЕНИТЬ — инициализируются кнопки меню управления в левом верхнем углу окна CTL.
• д) Нажать кнопку > включения управления установкой система САУ готова к работе.
• 2) Управление дозаторами газов ДГ1ДГ4
• 1. Проверить исходное состояние поля Дозатор газов
• а) В ячейке ПОЛНЫЙ РАСХОД должно быть задано «0»!

Если цифра в ячейке ПОЛНЫЙ РАСХОД отличается от «0», стереть ее и задать «0».

Это условие является обязательным, так как иначе при подаче на установку пневмопитания включатся потоки газов на дозаторах ДГ1-ДГ4.

• б) В первом столбце таблицы (СТАТ.РАСХОД) указаны значения статических расходов по каждому каналу.
• в) Во втором столбце таблицы (ИСХОДН.КОНЦ.%) указаны концентрации необходимых компонентов в исходных газах. Если используются однокомпонентные исходные газы, то в соответствующих строках записывается цифра «100».

Значения в первом и во втором столбцах устанавливаются инженером.

Нажать кнопку включение дозаторов газов — дозаторы ДГ готовы к работе.

• 2. Одновременное управление несколькими дозаторами газов.
• а) Выбираем тот газ, который не участвует в реакции (газ-разбавитель), в данном случае это аргон, в качестве основного (1 канал).
• б) В третьем столбце таблицы (КОНЦЕНТРАЦИЯ%) задаем необходимые концентрации компонентов газовой ИРС: второй канал соответствует концентрации О₂ — 20%, третий канал соответствует концентрации СО — 5%.
• в) В ячейке ПОЛНЫЙ РАСХОД задаем необходимый расход газовой ИРС, см³•мин^-1.
• г) Нажимаем кнопку Проверить.

Если по п.п. б) и в) заданы неверные параметры, об этом выдается сообщение внизу таблицы. В этом случае включение потоков газов невозможно.

Если такого сообщения нет, нажать кнопку Применить. Через несколько секунд на выходе штуцера ВЫХОД ДГ появляется поток ИРС с заданными составом и расходом.

Если заданное значение расхода меньше статического, поток газа на выходе штуцера ВЫХОД ДГ пульсирующий. Расход газа управляется системой САУ путем реализации ШИМ, при этом работа установки сопровождается характерными для работы электропневмоклапанов дозаторов газов щелчками.

3. Выключение потоков газов Задать в ячейке Полный расход значение расхода «0».

Поочередно нажать кнопки Проверить и Применить — газовый поток выключится.

4. Выключение управления дозаторами ДГ Отжать кнопку «включение дозаторов газов» — дозаторы ДГ отключаются от системы САУ.

• 3). Управление нагревом реактора
• 1. Включение нагрева

В поле НАГРЕВАТЕЛИ войти в строку Реактор и в ячейках Температура и Темп нагрева задать требуемые температуру (⁰С) и скорость нагрева до нее (⁰Смин^-1).

Нажать кнопку Применить.

Нажать кнопку «включение нагревателя реактора» — нагреватель включится.

Через некоторое время в реакторе установится требуемое значение температуры.

Цифры справа от ячеек показывают текущие значения температуры в реакторе ⁰С.

Ход регулирования температуры отражается на странице Темп. Реактора в виде зависимостей текущей температуры от времени.

2. Изменение температуры Войти в ячейки Температура и заменить цифры на новые значения температуры в ⁰С.

Нажать кнопку Применить — спустя некоторое время в реакторе установятся новые значения температуры.

3. Выключение нагрева Отжать кнопки «включение нагревателя реактора» — нагрев выключается. Ход охлаждения можно контролировать по цифрам справа от ячеек либо по страницам Темп.Реактора.

4. Подключение газовых потоков ИРС и КРС на анализ При включении системы САУ инициализирована кнопка «подача исходной реакционной смеси на анализ». При этом часть потока газовой ИРС проходит через пробоотборник, дроссель и штуцер НА АНАЛИЗ.

Для подключения потока газовой КРС на анализ нажать кнопку «подача конечной реакционной смеси на анализ».

Для подключения потока газовой ИРС на анализ нажать кнопку «подача исходной реакционной смеси на анализ».