3.2 Алгоритмы регулирования
В рабочей области REG находятся 20 программ, относящихся к узлу синтеза носителя, которые реализуют задачи автоматического регулирования технологических параметров. Все регуляторы осуществляют локальное регулирование технологических параметров.
В системе используются исполнительные механизмы трех видов:
регулирующий клапан, работающий в диапазоне (0-100)%;
трехходовой регулирующий клапан подачи диатермического масла, работающий в диапазоне (-100, +100)%;
управление частотным преобразователем.
Информация по регуляторам отдельных параметров приведена в таблице 18. В ней приведен перечень входных сигналов регуляторов и программы, реализующие регулирование.
Таблица 18 - Информация по контурам регулирования
Программа |
Регулируемый параметр |
Управляющее воздействие |
Особенности работы регулирующего клапана |
||||
Наименование параметра |
Поз. обозначение |
Корзина/ плата/ вход |
Исп. механизм |
Назначение воздействия |
Корзина/ плата/ выход |
||
N3_Reg_T311 |
Уровень гептана в емкости М- 311 |
TIRCSA 311 |
2/1/02 |
TCV 311 |
Подача диатермического масла в рубашку М-311 |
3/2/07 |
(-100÷+100)% |
N3_Reg_P314 |
Давление в газовой фазе |
PIRCSA 314 |
2/2/01 |
PCV 314 |
Подача азота в газовую фазу М-314 |
3/2/01 |
закрыт HSA314A |
N3_Reg_P315 |
Давление в газовой фазе |
PIRCSA 315 |
2/2/03 |
PCV 315 |
Подача азота в газовую фазу М-315 |
3/2/02 |
закрыт HSA315A |
N3_Reg_T302-l |
Температура ДБЭ в МС-302 |
TIRCA 302/1 |
1/6/08 |
TCV 302/1 |
Расход обратного хладоген-та из МС-302 |
3/2/03 |
|
N3_Reg_T302 |
Температура жидкой фракции в реакторе Р-302 |
TIRCSA 302 |
1/6/05 |
TCV 302 |
Подача диатермического масла в рубашку реактора Р-302 |
3/2/04 |
(-100÷+100)% |
N3_Reg_T302-2 |
Температура ТЭС на выходе из теплообменника Т-30 |
TIRCA 302/2 |
1 /7/01 |
TCV 302/2 |
Расход обратного хладоген-та из теплообменника Т-302 |
3/2/05 |
|
Температура МОС на выходе из теплообменника Т-302 |
TIRCA 302/3 |
1/7/02 |
|||||
N3_Reg_T301 |
Температура жидкой фракции в реакторе Р-З01 |
TIRCSA 301 |
1/5/07 |
TCV 301 |
Подача диатермического масла в рубашку реактора Р-301 |
3/2/06 |
(-100÷+100)% |
N3_Reg_T301-2 |
Температура ТЭС из теплообменника Т-301 |
TIRCA 301/2 |
1/6/04 |
ТСV 301/2 |
Расход обратного хладоген-та из теплообменника Т-301 |
3/3/01 |
|
Температура ТЭС из теплообменника Т-301 |
TIRCA 301/3 |
1/6/03 |
|||||
N3_Reg_T301-l |
Температура смеси МОС/ТЭС в МС-301 |
TIRCA 301/1 |
1/6/02 |
TCV 301/1 |
Расход обратного хладоген-та из МС-301 |
3/3/02 |
|
N3_Reg_T305 |
Температура жидкой фазы в емк. Е305 |
TIRCSA 305 |
1/8/03 |
TCV 305 |
Подача диатермического масла в рубашку Е-305 |
3/3/03 |
(-100÷+100)% |
Программа
|
Регулируемый параметр
|
Управляющее воздействие |
Особенности работы регулирующего клапана |
|||||
Наименование параметра |
Поз. обозначение |
Корзина/ плата/ вход |
Исп. механизм |
Назначение воздействия |
Корзина/ плата/ выход |
|||
N3_Reg_T402 |
Температура жидкой фазы в реакторе Р402 |
TIRCSA 402 |
3/1/04 |
TCV402 |
Подача диатермического масла в рубашку Р-402 |
3/3/04 |
(-100 ÷+100)% |
|
N3_Reg_F304-l |
Расход МОС в теплообменник Т-301 |
FQIRSA 304/1 |
3/6/01 |
FCV304-1 |
Расход МОС в Р-302 |
3/3/05 |
LIRSA301>HH-кл. закрыть |
|
N3_Reg_F305-l |
Расход ТЭС в теплообменник Т-301 |
FQIRSA 305/1 |
3/6/02 |
FCV305-1 |
Расход ТЭС в Р-302 |
3/3/06 |
LIRSA301>HH-кл. закрыть |
|
N3_Reg_M301 |
Уровень жидкой фракции в реакторе Р-З01 |
LIRSA 301 |
1/5/08 |
M301 |
Управление двигателем мешалки реактора Р-301 |
3/4/01 |
|
|
N3_Reg_M302 |
Уровень жидкой фракции в реакторе Р-302 |
LIRSA 302 |
1/6/06 |
M302 |
Управление двигателем мешалки реактора Р-302 |
3/4/02 |
|
|
N3_Reg_M402 |
Уровень жидкой фракции в реакторе Р-402 |
LIRSA 402 |
3/1/05 |
M402 |
Управление двигателем мешалки реактора Р-402 |
3/4/03 |
|
|
N3_Reg_MC301 |
Ручное задание числа оборотов двигателя мешалки |
|
MC301 |
Управление двигателем мешалки минисепаратора МС-301 |
|
|
||
N3_Reg_MC302 |
Ручное задание числа оборотов двигателя мешалки |
|
MC302 |
Управление двигателем мешалки минисепаратора МС-302 |
3/4/05 |
|
||
N3_Reg_G301 |
Расход МОС в теплообменник Т-301 |
FQIRSA 304/1 |
3/6/01 |
MG301 |
Управление двигателем насоса G301 |
3/4/06 |
|
|
N3_Reg_MG302 |
Расход ТЭС в теплообменник Т-301 |
FQIRSA 305/1 |
3/6/02 |
MG302 |
Управление двигателем насоса G302 |
3/4/07 |
|
|
Результатом работы программ является сигнал, подаваемый на исполнительный механизм. Сигнал представляет собой процент открытия регулирующего клапана в диапазоне (0-100)% для обычного клапана и (-100, +100)% для трехходового. Для трехходового клапана диапазон (0-100)% обеспечивает подачу горячего масла, (-100, 0)% - подача холодного масла; 0% - клапан закрыт. Для управления частотным преобразователем вырабатывается сигнал диапазона (0-100)%, который с выхода контроллера подается на частотный преобразователь.
Регулирование технологических параметров осуществляется с использованием функционального блока PID. Блок позволяет осуществлять как обработку входного аналогового сигнала, так и выработку регулирующего воздействия. Закон регулирования технологических параметров - пропорционально-интегральный-дифференциальный (ПИД).
Блок имеет большое количество режимов работы и настраиваемых параметров. Ряд параметров одинаковы для всех регуляторов и устанавливаются по умолчанию системой DeltaV. Параметры, которые использованы в программах регулирования и могут изменяться на этапе наладочных работ приведены в таблице 19.
Таблица 19 - Настройки и параметры функционального блока PID
Вход блока PID |
Наименование входа |
Диапазон значений (возможные значения) |
Источник параметра |
IN(PV) |
Регулируемый параметр |
(0-100)% |
Из программы ввода сигналов |
SP |
Уставка (задание регулятору) |
(0-100)% |
Задается оператором |
OUT |
Выходное значение |
(-100, +100)% |
Программа регулятора |
GAIN |
Коэффициент пропорциональности |
|
Задается на этапе наладки |
RESET |
Постоянная времени интегрирования |
сек за цикл |
Задается на этапе наладки |
RATE |
Постоянная времени дифференцирования |
сек |
Задается на этапе наладки |
TRK_IN_D |
Внешнее отслеживание |
0, 1 |
Из других программ |
TRK_VAL |
Значение внешнего отслеживания |
(0-100)% |
В соответствии с ТЗ |
MODE |
Режим блока ПИД |
Actual- текущий Target - требуемый |
В соответствии с ТЗ |
OUT_HI_LIM |
Максимально допустимое значение выхода |
100% |
Задается на этапе наладки |
OUT_LO_LIM |
Минимально допустимое значение выхода |
0% |
Задается на этапе наладки |
OUT_SCALE |
Шкала выхода |
(-100, +100)% |
В соответствии с ТЗ |
PV_SCALE |
Шкала входа |
(0-100)% |
В соответствии с ТЗ |
В блоке PID поддерживаются две формы уравнения ПИД, поддерживающие внешний сброс и упреждение сигнала:
Для стандартной формы уравнения (по рассогласованию) передаточная функция имеет вид:
Где s - оператор Лапласа;
E(s) - расслогласование. SP-PV;
± - + для инверсного действия и для прямого действия (CONTROL_OPTS);
KNL - коэффициент нелинейного усиления, применяемый только к пропорциональной и интегральной составляющим;
GAIN - значение коэффициента пропорциональности;
Тr- постоянная времени интегрирующего действия (параметр RESET);
Td - постоянная времени дифференцирующего действия (параметр RATE);
α - фиксированный коэффициент сглаживания для RATE, равный 0.1;
F - составляющая упреждающей коррекции (параметра FF_VAL).
Коэффициент нелинейного усиления KNL вычисляется блоком PID автоматически в зависимости от зоны гистерезиса и коэффициента пропорциональности.
По ряду технологических параметров предусмотрена блокировка регулирующих клапанов.
На рисунке 7 приведен фрагмент программы регулирования расхода МОС в реактор Р302 (FQIRSA 305-1). При увеличении расхода ТЭС в теплообменнике Т301 выше 90% или повышении уровня в реакторах Р301 и Р302 требуется полностью заблокировать регулирующий клапан (0%). В обычном режиме регулирования нижняя граница открытия клапана установлена 10% (может корректироваться на этапе наладочных работ).
Рисунок 7 - Блокировка регулирующего клапана расхода МОС
На рисунке 8 приведен фрагмент программы регулирования подачи диатермического масла в рубашку реактора Р302. Клапан на подаче масла полностью закрывается, если температура диатермического масла выше верхней аварийной границы параметра, и клапан полностью закрывается, если температура масла ниже нижней аварийной границы параметра. В обычном режиме регулирования нижняя и верхняя граница открытия клапана установлена 10% и 90% соответственно.
Рисунок 8 - Блокировка регулирующего клапана подачи диатермического масла