3.5 Выбор закона регулирования
Инженерный метод выбора закона регулирования (метод А. П. Копеловича) основывается на представлении реальных промышленных объектов регулирования в виде последовательно соединенных типовых звеньев: апериодического и чистого запаздывания. Эта операция была выполнена в разделе 3.2.
Далее произведем выбор закона регулирования по методике Копеловича в следующем порядке.
Рассчитайте отношение tз/То и ориентировочно выберите по нему тип регулятора:
при tз/То ≤ 0,2 можно выбрать позиционный регулятор,
при tз/То >0,2 выбирается регулятор непрерывного действия.
В нашем случае соотношение tз/То=50/55=0,91>0,2. Соответственно, нам необходим регулятор непрерывного действия
2) Если выбран регулятор непрерывного действия, то следует определить реализуемый им закон регулирования. Это производится по специально рассчитанным графикам, которые изображены на рисунке 3.4. По приведенным на рисунке 3.4 зависимостям Rg = f(tз/То) в соответствии с указанным в варианте задания типовым переходным процессом выберите простейший регулятор, обеспечивающий при данном tз/То непревышение допустимого значения величины Rg, которое было рассчитано ранее.
а – для апериодического переходного
процесса; б – для процесса с ξ=20%; в –
для процесса с
;
1 – И-регулятор; 2 – П-регулятор; 3 –
ПИ-регулятор; 4 – ПИД-регулятор.
Рисунок 3.4 – Графики для выбора закона регулирования
Рисунок 3.5 – Зависимость статической ошибки регулирования от τз/Т0
4) По приведенным на рисунке 3.6 зависимостям (τр/τз)=f(τз/Т0) определиvобеспечиваемое выбранным регулятором время регулирования τp. Если полученное время больше заданного, то следует вернуться к рисунку 3.4 и выбрать ближайший более сложный закон регулирования, а затем снова выполнить проверку по времени регулирования.
Регулятор, удовлетворяющий заданному времени регулирования, принимается окончательно. В нашем случае время меньше заданного, следовательно выбран верный регулятор (ПИД).
Рисунок 3.6 – Зависимость времени регулирования от τз/Т0
3.6 Расчет оптимальных значений параметров настройки регулятора
Рассчитаем оптимальные настройки регулятора по формулам 3.12-3.14:
|
|
(3.12) |
|
|
(3.13) |
|
|
(3.14) |
|
Соответственно: |
|
4 Функциональные схемы систем управления
Функциональная схема управления аппарата для приготовления пирожков АЖ-3П (Жарочная ванна) приведена на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1 – функциональная схема аппарата для приготовления пирожков
1 - жарочная ванна; 2 - каркас; 3 - разгрузочная лопатка; 4 - шнек; 5 - дверцы; 6 - цепной транспортер; 7 - бункер; 8 - разгрузочный лоток; 9 - панель; 10- перфорированный лист; 11 - тэны; 12 - цепная передача; 13 - муфта; 14 - редуктор; 15 - электродвигатель; 16 - сливной кран; 17 - бачок; 18- щиток с электрической аппаратурой управления; 19- электроконтактный термометр; 20 - переключатель, 21 - лопатка, захватывающая продукт; 22 - зубчатая передача; 23 - цепная передача
Основными конструктивными элементами аппарата являются: жарочная ванна, шнек с электроприводом, загрузочное устройство и опрокидывающийся лоток для выгрузки готовой продукции. Жир в жарочной ванне нагревается электронагревателями (тэнами), установленными в нижней части ванны под перфорированными стальными листами.
Температура жира в жарочной ванне поддерживается автоматически с помощью электроконтактного термометра ЭКТ-2.
При эксплуатации аппарата в жарочную ванну заливают 40 л жира, затем сначала пакетным выключателем, а после этого тумблером «Сеть» включают фритюрницу (на панели загорается зеленая сигнальная лампа), тумблером «Нагрев» включаются тэны жарочной ванны. На шкале электроконтактного термометра устанавливают температуру, необходимую для прокаливания масла (начальная температура 100°С, конечная - 180°С). По достижении заданной температуры (зажигается желтая сигнальная лампочка) включают тумблер «Электродвигатель», приводящий во вращение шнек, предназначенный для перемешивания масла.
Через 15-20 мин после включения шнека в работу загружают фритюрницу с продуктом. Эффективность работы фритюрниц характеризуют коэффициентом загрузки зеркала жира, удельным расходом электроэнергии или газа, производительностью.