Оглавление

Лекция 1 2

Лекция 2 11

Лекция 3 18

Лекция 4 32

Лекция 5 42

Лекция 6 67

Лекция 7 81

Лекция 8 95

Лекция 9. 110

Лекция 10 121

Лекция 11. 132

Лекция 12 145

Лекция 13 163

Лекция 14 170

Лекция 15 179

Лекция 1

1. Управление технологическим процессом. Регулирование.

1.1 Понятия управления и регулирования технологическим процессом

Протекание всякого технологического процесса характеризуется совокупностью физики-химических величин – показателей процесса. Для правильного протекания процесса на некоторые из этих величин должны быть наложены определённые условия, например: сохранение постоянного значения, удержание в заданных пределах, изменение по заданному закону.

Совокупность операций, необходимых для пуска и остановки процесса, а также для поддержания или изменения в требуемом направлении величин, характеризующих процесс, называется управлением. Совокупность операций управления, которые относятся к поддержанию или изменению показателей процесса, представляют собой регулирование.

На графике представлено, что все 3 участка – это управление, и лишь второй участок – это регулирование.

Рабочие операции – это действия, непосредственно необходимые для выполнения технологического процесса в соответствии с теми физическими законами, которые определяют существо процесса, например, прокатка металла, транспортировка изделий и т.п. Рабочие операции создаются человеком искусственно и сами по себе не протекают так, "как надо". По этой причине рабочими операциями необходимо управлять.

Операции управления – это действия, которые обеспечивают начало, порядок следования, конец операций; выделяют необходимые ресурсы; задают нужные параметры самому процессу (скорость, температуру, давление и др.).

1.2 Объект регулирования

Важнейшими понятиями теории автоматического регулирования являются объект регулирования (ОР), управляющее устройство (или регулятор – Р), управляющие и возмущающие воздействия.

Состояние ОР может быть представлено системой дифференциальных уравнений, которые описывают его физическую природу и образуют математическую модель объекта. В других случаях его свойства описываются статическими и динамическими характеристиками или иным способом. В общем виде ОР можно представить схемой, на которой указаны: регулируемые переменные (выходные координаты) y₁…y_n, возмущающие воздействия (возмущения) z₁…z_k, управляющие (входные) воздействия x₁…x_m, а также промежуточные (внутренние) координаты u₁…u₂.

Пример.

Рассмотрим в качестве объекта регулирования асинхронный двигатель, приводящий в движение центробежный водяной насос. В качестве регулируемой координаты выберем угловую скорость n вращения вала АД, так как, изменяя её величину, можно регулировать давление в трубопроводе и объём подаваемой воды, то есть обеспечивать функционирование рабочего механизма. Чтобы изменять скорость вала, выберем в качестве управляющего воздействия f – частоту напряжение на статоре. Однако желание, например, снизить угловую скорость АД воздействием только на частоту при неизменной величине напряжения на статоре приведёт к насыщению магнитной системы АД и, следовательно, к недопустимо большому току намагничивания, перегреву изоляции и даже к выходу АД из строя. Поэтому в регулируемых по скорости асинхронных электроприводах в качестве управляющих воздействий выбирают и частоту f и напряжение на статоре U. В качестве возмущающих воздействий обычно принимают изменение момента статической нагрузки M_c и колебания напряжения ΔU_c питающей сети, которые вызывают нежелательные отклонения скорости от заданного значения. В некоторых случаях есть опасность появления значительных перегрузок электропривода. Тогда полезно следить за величиной тока статора I, которую удобно представить промежуточной регулируемой переменной.