Определение ОПН Регулирующих Устройств АСР с малоинерционными объектами

Рассматривавшиеся методы определения ОПН РУ одноконтурных АСР предполагали выполнение линейных законов регулирования. Реализация классических линейных законов регулирования, осуществленная ВТИ в конце 50-х годов, предполагала использование инерционной обратной связи (для реализации ПД-преобразования). ПД — преобразователь включается последовательно с интегрирующим сервомотором, представленным электрическим двигателем с постоянной скоростью (с редуктором). Постоянная времени сервомотора ограничена (для отечественных исполнительных механизмов минимальное время — 25 с.) При определенном значении постоянной времени объектов с самовыравниванием эта реализация достаточно точно представляла основной закон регулирования (пропорционально-интегрирующий). Однако для ряда объектов такой способ реализации не позволяет получить ПИ-закон. Эти объекты отличаются малой постоянной времени и малым отношением запаздывания и постоянной времени, их называют малоинерционными. На практике к ним относят объекты с самовыравниванием при ф/T < 0,2 и T < 10 с. К таким объектам в теплоэнергетике относят топку при регулировании разрежения, общего воздуха, бак деаэратора при регулировании давления и др. Скорость изменения регулируемого параметра таких объектов достаточно велика. Для АСР с малоинерционными объектами не применимы методы определения ОПН РУ одноконтурных систем.

На практике используется метод определения ОПН РУ отработки возмущения задатчиком за одно включение импульсного регулятора с ПИ-законом регулирования. По этому методу используется возмущение задатчиком (ранее возмущения наносились регулирующим органом), поэтому следует оценить границы применения метода.

На рис. 6.1 показана структурная схема АСР, для которой можно определить передаточную функцию замкнутой системы при возмущениях регулирующим органом и задатчиком.

;

;

Нетрудно видеть, что передаточные функции для этих возмущений имеют одинаковые знаменатели, но разные числители. Из теории автоматического регулирования известно, что знаменатель определяет устойчивость, а числитель — вид переходного процесса. Следовательно, чем меньше инерционность объекта (и время интегрирования регулятора), тем больше показатели переходных процессов.

Суть метода сводится к последовательному выполнению следующих процедур:

џ определению коэффициента усиления;

џ уточнению времени интегрирования.

Рис. 6.1.

Этим процедурам предшествует подготовительный этап, заключающийся в тарировке задатчика. Тарировка задатчика сводится к определению цены деления задатчика, чтобы при возмущении задатчиком априори знать новое значение, которое должен поддерживать регулятор. Значение фиксируется по приборам КИП. Цена деления задатчика может быть определена в ходе статического расчета и затем проверена путем нанесения возмущения задатчиком при работе АСР в автоматическом режиме при настройке регулирующего устройства, неоптимальной, но обеспечивающей устойчивую работу системы. Можно рекомендовать установку малого коэффициента усиления и большого времени интегрирования (больше 3−4 значений постоянной времени объекта, определяемой по опыту или по при ручном управлении оператором).

Эффективность действия задатчика может быть определена экспериментально, путем нанесения ряда возмущений задатчиком при работе АСР в автоматическом режиме работы. Настройка регулирующего устройства должна обеспечивать устойчивую работу системы.

При определении коэффициента усиления регулирующего устройства при работе АСР в автоматическом режиме (ключ режима работы АСР «авт.») наносится возмущение задатчиком, которое должно обеспечить конкретное новое значение (по прибору КИП). После первого включения регулятора ключ режима работы АСР переводится в положение «ручное» (дистанционное управление). Оценивается величина нового установившегося значения. Оно может быть (рис. 6.2, а):

џ меньше желаемого (по величине возмущения) ;

џ больше желаемого;

џ равно .

В первом случае необходимо увеличить коэффициент усиления регулирующего устройства, во втором — уменьшить и повторить опыт с нанесением возмущения задатчиком. Эта процедура повторяется до получения значения за одно включение.

После этого уточняется время интегрирования регулирующего устройства. Для этой цели при работе АСР в автоматическом режиме.

а.

б

Рис. 6.2.

наносится возмущение задатчиком, но после первого включения регулятора ключ режима работы системы не переводится в режим «ручное». Дождавшись второго включения регулятора, оценивают направление этого второго включения.

Оно может быть (рис. 6.2, б):

џ в противоположную;

џ в ту же сторону, что и первое;

џ отсутствовать.

В первом случае необходимо уменьшить установленное время интегрирования Tи, во втором — увеличить и повторять эксперименты с возмущением задатчиком до получения третьего варианта, принимаемого за оптимальный.

В заключение следует проверить работу АСР при других (не со стороны задатчика) возмущениях. Если отработка этих возмущений заканчивается за одно-два включения регулятора, определение параметров настройки считается законченным, а параметры Kр и Tи — оптимальными.

Описанным методом определения ОПН РУ АСР пользуются не только для одноконтурных систем регулирования (разрежение, общий воздух, давление в деаэраторе, за РОУ и др.), но и для внутренних контуров таких как АСР, питание барабанного котлоагрегата, уровня в ПНД и ПВД при использовании жесткой обратной связи и др.