Типовые схемы автоматического регулирования расхода, уровня, давления, температуры

Регулирование расхода.

АСР расхода, для стабилизации возмущений по материальным потокам, является неотъемлемой частью разомкнутых систем АТПП. Часто АСР расхода используются как внутренние контуры в каскадных системах регулирования других параметров.

Необходимость в регулировании расхода возникает практически при автоматизации любого ТОУ.

Объекты регулирования расхода и давления характеризуются малой инерционностью, а объекты регулирования расхода еще и наличием высокочастотных составляющих в сигнале измерения расхода, обусловленных пульсациями давления в трубопроводе. Объектом регулирования расхода является, обычно, участок трубопровода между точкой измерения расхода (например, диафрагмой) и регулирующим клапаном. Динамика канала «расход вещества через клапан – расход вещества через расходомер» приближенно можно описать апериодическим звеном первого порядка с запаздыванием.

Время чистого запаздывания обычно составляет доли секунд для газа и несколько секунд для жидкости. Значение постоянной времени = несколько секунд. В виду малой инерционности объекты регулирования расхода, когда инерционность цепей контроля и регулирования соизмерима с инерционностью объекта или даже больше нее, особые требования предъявляют к выбору средств автоматизации, их установке и методов расчета АСР. Для получения удовлетворительного качества регулирования расхода при малых инерционностях объекта часто применяются рассредоточенные структуры АСР расхода; их особенностью является то, что само регулирующее устройство АСР расхода устанавливается в непосредственной близости от регулирующего клапана. Это позволяет свести до минимума протяженность командных линий от регулятора до клапана и, следовательно, уменьшить запаздывание в передаче регулирующих воздействий.

Выбор законов регулирования диктуется, обычно, требуемым качеством переходных процессов.

Для регулирования без статической погрешности в одноконтурных АСР применяются ПИ-регуляторы. Если АСР расхода является внутренним контуром в каскадной системе регулирования, регулятор расхода может осуществлять П-закон регулирования. При наличии высокочастотных помех в сигнале расхода нельзя применять регуляторы с Д-составляющими в законе регулирования, т.к. это может привести к неустойчивой работе системы. Поэтому в промышленных АСР расхода применение ПД и ПИД-регуляторов не рекомендуется.

Регулирование давления.

Давление является показателем соотношения расходов газовой фазы на входе в аппарат и выходе из него. Постоянство давлений свидетельствует о соблюдении матер. баланса по газовой фазе. Особое место среди АСР давления занимают системы регулирования перепада давлений в аппарате, характеризующего гидродинамический режим, который существенно влияет на процесс.

Регулирование уровня.

Уровень является косвенным показателем гидродинамического равновесия в аппарате. Постоянство уровня свидетельствует о соблюдении матер. баланса в аппарате. В зависимости от требуемой точности поддержания уровня применяют:

1. позиционное регулирование, при кот. уровень в аппарате поддерживается в заданных пределах.

Lн<=L<=Lв

1. непрерывное регулирование уровня.

приток сток

соотношение расходов с коррекцией по уровню

Регулирование температуры.

К общим особенностям регулирования температуры можно отнести значительную инерционность тепловых процессов и промышленных датчиков температуры. Задача заключается в снижении инерционности датчиков. Температура является показателем термодинамического состояния системы и используется как выходная координата при регулировании тепловых процессов.