Методичка_АСУТП_РГР[1]
.pdfЛітература
Основна
1.Ротач В. Я. Расчет настройки промышленных систем регулирования
[Текст] / В. Я. Ротач. – М.: Энергия, 1973. – 440 с.
2.Ротач В.Я. Расчет настройки промышленных систем регулирования [Текст] / В. Я. Ротач. – М.: Госэнергоиздат, 1961. – 344 с.
3.Полоцкий Л.М. Автоматизация химических производств. Теория, расчет и проектирование систем автоматизации [Текст]/ Л.М. Полоцкий, Г.И. Лапшенков. - М.: Химия, 1982. – 296 с.
4.Стефани Е.П. Основы расчета настройки регуляторов теплоэнергетических процессов. Изд. 2-е, перераб. [Текст] / Е.П. Стефани. –
М.: Энергия, 1972. – 376 с.
5.Широкий Д.К. Расчет параметров промышленных систем регулирования. Справочное пособие [Текст] / Д.К. Широкий, О.Д. Куриленко. – К.: Техніка, 1972. – 232 с.
6.Типы регуляторов. Методика настройки регуляторов: Инструкция ПРМК.420000.001 И1 [Текст] / Ивано-Франковск.: МИКРОЛ, 2004.- 63 с.
7.Лазарева Т. Я. Основы теории автоматического управления: Учебное пособие. 2-е изд., перераб. и доп. [Текст] / Т. Я. Лазарева, Ю. Ф. Мартемьянов. – Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2004. – 352 с.
8.Методы расчета систем автоматического регулирования - 2-е изд. [Текст] / под ред. Волгина В.В. – М.: Изд. МЭИ, 1972. – 226 с.
9.Кондратьев В.В. Быстродействующий адаптивный ПИД-регулятор с настройкой параметров по методу Циглера-Никольса [Текст] / В.В. Кондратьев, В.М. Мазуров. – Теплотехника, 1994, №10, с. 60-63.
10.Плютинский В.М. К применению метода расширенных характеристик для расчета автоматических систем регулирования с транспортным запаздыванием [Текст] / В.М. Плютинский // Теплоэнергетика. – 1983. –
№10. – C. 23-26.
11.Ротач В.Я. Расчет настройки микропроцессорных систем автоматического регулирования [Текст] / В.Я. Ротач. // Теплоэнергетикa. – 1994. – №1. – C. 50-58.
12.Ротач В.Я. Расчет настройки ПИД-регуляторов в режиме диалога [Текст] / В.Я. Ротач. // Теплоэнергетикa. – 1988. – №9. – C. 38-42.
13.Ротач В.Я. Расчет настройки реальных ПИД-регуляторов [Текст] / В.Я.
Ротач. // Теплоэнергетикa. – 1993. – №10. – C. 31-35.
14.Ротач В.Я. Теория автоматического управления теплоэнергетическими процессами: Учебник для вузов [Текст] / В. Я. Ротач. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 296 с.
15.Стефани Е.П. Основы автоматического регулирования теплоэнергетических объектов [Текст] / Е.П. Стефани. – М.:Энергия, 1970.
16.Стефани Е.П. Сборник задач по основам регулирования теплоэнергетических процессов [Текст] / Е.П. Стефани. – М.:Энергия, 1973.
41
17.Ротач В.Я. Расчет динамики промышленных автоматических систем регулирования [Текст] / В. Я. Ротач. – М.:Энергия, 1973. – 440 с.
18.Клюев А.С. Наладка систем автоматического регулирования барабанных паровых котлов [Текст] / А.С. Клюев, А.Т. Лебедев, С.И. Новиков. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 280 с.
19.Наладка средств автоматизации и автоматических систем регулирования: Справочное пособие -2-е изд., перераб. и доп. [Текст] / А.С. Клюев, А.Т. Лебедев, С.А. Клюев, А.Г. Товарнов; под ред. А.С. Клюева. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 368 с.
20.Перов В.Л. Основы теории автоматического регулирования химикотехнологических процессов [Текст] / В.Л. Перов. – М.: Химия, 1970. – 352 с. 21.Токарев В.В. Расчет оптимальных параметров промышленных автоматических систем регулирования: Учебное пособие [Текст] / В.В. Токарев, З.Х. Ягубов, А.Б. Приезжаев, Н.Г. Скабкин. – Ухта: УГТУ, 2003. –
84с.
22.Мазуров В.М. Теоретические основы построения эффективных АСУ ТП: Курс лекций [Текст] / В.М. Мазуров. –Тула: ТулГУ, 2000.– 148 с.
Додаткова 22.Попович, М.Г. Теорія автоматичного керування [Текст]: Підручник / М.Г.
Попович, Ковальчук О.В. – 2-ге вид., переробл. і доп. – К.: Либідь, 2007. – 656 с.
23.Теория автоматического управления: учеб. для вузов по спец. «Автоматика и телемеханика». В 2-х ч. Ч.1: Теория линейных систем автоматического управления 2-е изд., перераб. и доп. [Текст] / под ред. А.А.
Воронова. – М.: Высш. шк., 1986. – 367 с.
24.Андык В.С. Теория автоматического управления: Учебное пособие [Текст] / В.С. Андык – Томск: Изд-во ТПУ, 2005. – 108 с.
25.Гурецкий Х. Анализ и синтез систем управления с запаздыванием [Текст] / Х. Гурецкий – М.: Машиностроение, 1974. – 328 с.
26.Автоматическое управление в химической промышленности [Текст] / под ред. Е.Г. Дудникова. – М., Химия, 1987.
27.Экспериментальное определение динамических характеристик объектов управления [Текст] / Балакирев B.C. и др. – М., Энергия, 1967.
28.Ким Д.П. Теория автоматического управления. Т.1. Линейные системы [Текст] / Д.П. Ким – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. – 288 с.
29.Волгин В.В. К вопросу запаса устойчивости в системах автоматического регулирования тепловых процессов [Текст] / В.В. Волгин, В.Я. Якимов //
Теплоэнергетика. – 1972. – №4. – C. 76-78.
30.Репин А.И. Алгоритм оптимальной настройки реальных ПИД-регуляторов на заданный запас устойчивости [Текст] // А.И. Репин, Н.И. Смирнов, В.Р. Сабанин // Автоматизация и IT в энергетике №4(9), 2010. М.: ООО "Амальгер". С.7-12.
31.Смирнов, Н. И. Оптимизация одноконтурных АСР с многопараметрическими регуляторами [Текст] / Н. И. Смирнов, В. Р. Сабанин, А. И. Репин // Промышленные
АСУ и контроллеры. - 2005. - N 7. - С. . 24-28.
42
Додаток А Індивідуальні завдання до ДКР
Система регулювання № 1
№ |
Регулятори |
М |
k1 |
k2 |
k3 |
T1 |
T2 |
T3 |
1 |
І-,ПІД-регулятори |
1,4 |
1,4 |
1,2 |
0,7 |
1,3 |
1,1 |
0,8 |
2 |
П-, ПІД-регулятори |
1,5 |
0,8 |
1,1 |
0,3 |
0,6 |
1,3 |
0,9 |
3 |
П-, ПІ-регулятори |
1,6 |
2,0 |
0,8 |
1,1 |
2,1 |
4,7 |
3,2 |
4 |
І-,ПІ-регулятори |
1,62 |
1,1 |
0,4 |
1,3 |
0,4 |
2,1 |
1,7 |
5 |
І-,ПІД-регулятори |
1,4 |
0,5 |
2,2 |
0,9 |
1,4 |
1,2 |
0,8 |
6 |
П-, ПІД-регулятори |
1,5 |
2,0 |
0,6 |
1,1 |
1,9 |
0,5 |
1,4 |
7 |
П-, ПІ-регулятори |
1,6 |
1,5 |
0,7 |
1,4 |
2,0 |
0,4 |
1,3 |
8 |
І-,ПІ-регулятори |
1,62 |
0,9 |
1,3 |
1,2 |
0,9 |
1,7 |
1,2 |
Система регулювання № 2
№ |
Регулятори |
М |
b1 |
b0 |
a2 |
a1 |
a0 |
1 |
І-,ПІД-регулятори |
1,4 |
2,8 |
1 |
2,1 |
6,1 |
1,0 |
2 |
І-, ПІД-регулятори |
1,5 |
5,3 |
1,5 |
3,4 |
7,8 |
1,3 |
3 |
І-, ПІ-регулятори |
1,6 |
7,1 |
1,3 |
1,8 |
7,1 |
1,2 |
4 |
І-,ПІ-регулятори |
1,62 |
9,6 |
0,9 |
2,3 |
5,7 |
2,0 |
5 |
І-,ПІД-регулятори |
1,4 |
7,7 |
2 |
1,7 |
6,0 |
2,1 |
6 |
І-, ПІД-регулятори |
1,5 |
6,4 |
2,5 |
3,3 |
7,9 |
1,1 |
7 |
І-, ПІ-регулятори |
1,6 |
12,1 |
3 |
5,5 |
10,4 |
0,8 |
8 |
І-,ПІ-регулятори |
1,62 |
7,1 |
1,7 |
4,1 |
7,4 |
1,1 |
43
Система регулювання № 3
№ |
Регулятори |
М |
k1 |
k2 |
T1 |
T2 |
1 |
І-,ПІД-регулятори |
1,4 |
2,1 |
2,2 |
3,8 |
2,2 |
2 |
П-, ПІД-регулятори |
1,5 |
3,5 |
1,8 |
5,0 |
2,3 |
3 |
П-, ПІ-регулятори |
1,6 |
3,6 |
3,1 |
5,5 |
4,0 |
4 |
І-,ПІ-регулятори |
1,62 |
5,4 |
2,5 |
4,9 |
5,1 |
5 |
І-,ПІД-регулятори |
1,4 |
5,5 |
4,2 |
4,8 |
1,8 |
6 |
П-, ПІД-регулятори |
1,5 |
4,9 |
2,8 |
5,0 |
3,7 |
7 |
П-, ПІ-регулятори |
1,6 |
7,1 |
2,6 |
3,9 |
6,3 |
8 |
І-,ПІ-регулятори |
1,62 |
10,3 |
1,7 |
10,1 |
1,5 |
Система регулювання № 4
№ |
Регулятори |
М |
K |
T1 |
T2 |
τ |
1 |
І-,ПІД-регулятори |
1,4 |
2,2 |
3,3 |
4,1 |
2,0 |
2 |
П-, ПІД-регулятори |
1,5 |
1,8 |
4,2 |
6,1 |
1,5 |
3 |
П-, ПІ-регулятори |
1,6 |
3,1 |
4,6 |
3,5 |
2,2 |
4 |
І-,ПІ-регулятори |
1,62 |
7,2 |
3,8 |
5,1 |
1,3 |
5 |
І-,ПІД-регулятори |
1,4 |
3,5 |
6,1 |
4,8 |
0,9 |
6 |
П-, ПІД-регулятори |
1,5 |
2,9 |
5,1 |
3,7 |
3,1 |
7 |
П-, ПІ-регулятори |
1,6 |
3,2 |
6,8 |
4,2 |
1,2 |
8 |
І-,ПІ-регулятори |
1,62 |
4,4 |
6,1 |
8,1 |
1,8 |
44
Система регулювання № 5
№ |
Регулятори |
М |
k1 |
k2 |
T1 |
T2 |
T3 |
1 |
І-,ПІД-регулятори |
1,4 |
1,9 |
1,3 |
2,5 |
1,4 |
3,6 |
2 |
П-, ПІД-регулятори |
1,5 |
3,4 |
1,2 |
3,1 |
0,7 |
2,4 |
3 |
П-, ПІ-регулятори |
1,6 |
5,1 |
0,9 |
3,8 |
1,7 |
3,2 |
4 |
І-,ПІ-регулятори |
1,62 |
3,4 |
2,1 |
3,1 |
2,1 |
2,3 |
5 |
І-,ПІД-регулятори |
1,4 |
4,0 |
2,4 |
1,9 |
2,5 |
4,8 |
6 |
П-, ПІД-регулятори |
1,5 |
2,1 |
3,8 |
2,8 |
3,0 |
1,9 |
7 |
П-, ПІ-регулятори |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
3,6 |
5,1 |
5,2 |
8 |
І-,ПІ-регулятори |
1,3 |
1,4 |
2,7 |
5,3 |
4,8 |
3,2 |
Система регулювання № 6
№ |
Регулятори |
М |
b1 |
a2 |
a1 |
τ |
1 |
І-,ПІД-регулятори |
1,4 |
2,6 |
3,4 |
5,9 |
2,1 |
2 |
П-, ПІД-регулятори |
1,5 |
3,4 |
2,1 |
4,8 |
2,0 |
3 |
П-, ПІ-регулятори |
1,6 |
4,1 |
2,8 |
5,0 |
1,7 |
4 |
І-,ПІ-регулятори |
1,62 |
3,3 |
6,2 |
9,3 |
2,4 |
5 |
І-,ПІД-регулятори |
1,4 |
4,3 |
4,0 |
8,2 |
1,5 |
6 |
П-, ПІД-регулятори |
1,5 |
2,8 |
3,7 |
7,6 |
1,3 |
7 |
П-, ПІ-регулятори |
1,6 |
6,0 |
5,2 |
8,9 |
1,0 |
8 |
І-,ПІ-регулятори |
1,62 |
5,4 |
3,6 |
5,4 |
2,0 |
45
Система регулювання № 7
№ |
Регулятори |
М |
k1 |
k2 |
T1 |
T2 |
τ |
1 |
І-,ПІД-регулятори |
1,4 |
2,0 |
3,4 |
1,9 |
4,2 |
1,3 |
2 |
П-, ПІД-регулятори |
1,5 |
4,1 |
2,4 |
5,0 |
2,3 |
1,5 |
3 |
П-, ПІ-регулятори |
1,6 |
1,9 |
5,1 |
3,3 |
3,8 |
1,8 |
4 |
І-,ПІ-регулятори |
1,62 |
5,1 |
2,2 |
4,5 |
3,8 |
2,1 |
5 |
І-,ПІД-регулятори |
1,4 |
3,8 |
3,7 |
2,5 |
5,1 |
2,0 |
6 |
П-, ПІД-регулятори |
1,5 |
6,0 |
1,9 |
3,4 |
4,5 |
0,9 |
7 |
П-, ПІ-регулятори |
1,6 |
3,5 |
4,9 |
5,2 |
3,6 |
1,1 |
8 |
І-,ПІ-регулятори |
1,62 |
4,2 |
3,7 |
2,4 |
4,1 |
1,4 |
46
Додаток Б. Зразок титульного листа
Міністерство освіти і науки України Національний технічний Університет України «Київський політехнічній Інститут»
Кафедра кібернетики ХТП
Розрахунково-графічна робота
з дисципліни: «Автоматизовані системи управління
технологічними процесами в хімічних виробництвах»
на тему: «Визначення оптимальних параметрів САР відповідно заданому
запасу стійкості системи»
Виконала:
Студентка V-го курсу ХТФ Групи гр. ХН-31с
Фоменко А.О.
Перевірив:
доц. Бондаренко С.Г.
Київ 2014
47
Додаток В. Вибір типу автоматичного регулятора
(закону регулювання) [3]
Орієнтовно характер дії регулятора визначають за величиною
відношення часу запізнювання об'єкту до його |
постійної часу τ T |
(для |
||
|
|
|
0 |
|
нейтральних об'єктів замість T0 підставляють час розгону об'єкту Tε ) : |
|
|||
Позиційний регулятор |
τ T0 |
< 0,2 |
|
|
Регулятор безперервної дії |
0,2< τ T0 |
<1,0 |
|
|
Багатоконтурна система регулювання |
τ T0 |
>1,0 |
|
|
У хімічній промисловості найчастіше застосовують регулятори неперервної дії (І-, П-, ПІ- і ПІД-регулятори). При виборі закону регулювання враховують:
-властивості хіміко-технологічного об'єкту;
-максимальну величину збурювання;
-прийнятий для цього ХТП вид типового перехідного процесу;
-допустимі значення показників якості процесу регулювання
(динамічна і статична помилки, часу регулювання).
Оскільки завдання вибору закону регулювання має множинне рішення, то доцільно використовувати регулятори найбільш простих типів. Спочатку перевіряють - чи зможе простий регулятор (наприклад, І- регулятор), забезпечити задану якість регулювання. Якщо так, то переходять до визначення параметрів його налаштування. Якщо ні, то послідовно розглядають регулятори, що мають складніші закони. Вибір закінчують, коли знайдений регулятор, що забезпечує задану якість регулювання. Потім знаходять значення параметрів налаштування цього регулятора.
Алгоритм вибору автоматичекого регулятора передбачає виконання наступних кроків:
48
I. Стійкі об'єкти: T0 dy(t) + y(t)= k0 x(t −τ ). dt
1.Визначити числові значення T0 , k0 , τ по отриманих експериментально перехідним характеристикам:
2. Заздалегідь вибрати тип регулятора за величиною відношення часу запізнювання об'єкту до його постійної часу τ T0 :
Позиційний регулятор |
τ T |
|
< 0,2 |
|
|
0 |
|
||
Регулятор безперервної дії |
0,2< |
τ T |
<1,0 |
|
|
0 |
|||
Багатоконтурна система регулювання |
τ T |
>1,0 |
|
|
|
0 |
|
||
3.Уточнити тип регулятора, для чого перевіряють, чи зможе простий регулятор (для стійких об'єктів починають з І-регулятора), забезпечити задану якість регулювання. Перевірка виконується таким чином:
a.Визначають значення динамічного коефіцієнта регулювання,
яке визначають із співвідношення: yД = RД k0 xB ,
49
де RД - динамічний коефіцієнт регулювання, що характеризує міру дії регулятора на об'єкт. Для стійких об'єктів його визначають по графіку
залежності |
RД |
τ |
T |
з урахуванням заданого типового |
перехідного |
|
від |
0 |
|||
процесу. |
|
|
|
|
|
|
b. Перевіряють виконання умови : yД < yД доп . |
(Д3.1) |
|||
Якщо умова виконується, переходять до п. 5.
4.Якщо умова (Д3.1) не виконується для простого регулятора, то послідовно розглядають регулятори, що мають складніші закони (П-, ПІ-, ПІДрегулятори).
5.У разі вибору П-регулятора додатково перевіряють величину статичної помилки при дотриманні нерівності: yст < ycт доп . Значення
yст визначають із співвідношення: yст = yст* k0 xB , де yст* - статична помилка при k0 = 1 і xB = 1. Значення yст* визначається по графіках
залежності від τ T0 з урахуванням заданого типового перехідного процесу. Якщо отримані значення більші за допустимі, то переходять до регуляторів з І- складовою (ПІ-, ПІД-регулятори).
6.Якщо умова (Д3.1) виконується, то перевіряють: чи задовільняє час регулювання умові: t p < t p доп . Значення t p знаходять із
співвідношення t p τ , визначеного по графіках.
II. Нейтральні об'єкти: Tε dy(t) = x(t −τ ) dt .
1.Визначити числові значення Tε , τ по отриманих експериментально перехідним характеристикам:
50