Параметры передаточных функций подсистем

Ёмкость:

1. При откачке жидкости насосом емкость является нейтральным объектом первого порядка со степенью самовыравнивания r = 0 (Пример 1 П.В)

 

Рисунок 21 – Топологическая схема объекта (а) и переходная характеристика нейтрального объекта (б)

Передаточный функции W_i с учетом времени запаздывания имеют вид:

,

где k₁, k₂ – скорости разгона объекта

  t₁, t₂ – время запаздывания

Варианты параметров W_i приведены в таблице 3.

Таблица 3

Вар	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
k1	0,9	1,3	2,2	0,	1	0,3	0,	1,4	0,7	2	3,1	2,7	0,9	0,7	2	1,3
k2	0,6	2	2,7	0,5	1,3	0,7	1,1	1,3	0,5	1,	2,9	2,3	1,4	0,3	2,1	1,7
t	2	7	3	6	4	1	3	5	8	2	10	5	3	1	4	7

 

2. Жидкость отводится самотеком, поэтому емкость будет устойчивым объектом первого порядка со степенью самовыравнивания r=1 (Пример 2 П.В) и передаточной функцией соответствующей апериодическому звену.

где k_i – коэффициент усиления объекта,

 Т – постоянная времени объекта,

 t_i - время запаздывания,

i – индекс переменной.

 

Рисунок 22 - Переходная характеристика устойчивого объекта

 

Параметры передаточных функций

Таблица 4

Вар.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
k1	0,7	0,1	0,2	0,6	0,3	0,4	0,5	0,8	0,9	2	1,2	0,5	0,4	0,3	0,2
k2	0,6	0,2	0,1	0,5	0,4	0,2	0,7	0,5	1,1	1,8	1,4	0,7	0,2	0,5	0,1
T	10	8	12	7	10	14	6	3	2	2	3	4	3	5	7
t	5	2	7	3	1	6	4	5	1	1	5	3	2	2	1

 

Вар.	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
k1	0,7	0,6	0,7	1,3	1,8	2,2	2,6	3	3,2	3,6	3,9	4,1	2,5	1,5	2,7
k2	0,9	0,4	0,6	1,5	2	2,3	2,7	3,1	3	3,7	4	4,3	2,7	1,3	2,5
T	12	10	12	8	7	10	1	5	17	9	3	10	30	11	16
t	4	3	4	6	3	2	7	1	4	5	8	3	10	2	5

Вар.	31	32	33	34	35	36	37	3	39	40	41	42	43	44	45
k1	1,8	1,2	0,5	0,4	2	1,9	1,7	1,3	1,1	1,4	1	0,7	0,3	2	1,5
k2	1,7	1	0,6	0,3	1,	1,7	1,6	1,2	1	1,5	0,	0,6	0,1	2,3	1,8
T	14	25	17	22	20	3	7	2	4	3	6	5	2	6	3
t	6	3	4	7	9	15	3	4	7	8	10	3	1	7	2

Колонна

Объект второго и более высокого порядка

Большая степень самовыравнивания (r>1) и не нужны регуляторы

Конкретный вид передаточных функций объекта будет определяться физико-химическими свойствами сырья и условиями его разделения.

Простая ректификационная колонна

Таблица 5

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
k	11,5	3	7	9	6	3	5	4	2	6	7	1	1,2	1,8	0,05	0,8
b1	-0,86	1,3	1,2	0,08	0,55	0,6	0,14	3,7	2,1	3,4	10	-21	3	2,7	20	0,8
b0	1	0,28	0,16	0,03	0,14	0,14	0,01	1	1	5	1	1	1	0,5	12	1
a2	9,6	7	10	96	70	10	15	17	32	25	28	8	55	20	60	20
a1	5,4	1	1	20	17	1	6	10	9	3	6	3	17	12	15	10
a0	1	0	0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
t	6	2	4	8	10	5	3	7	3	1	5	4	2	1	6	3

 

Продолжение таблицы 5

Вар.	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31
k	1	1	1	1	4,22	1,3	1,8	3	0,5	0,2	1,4	1,1	0,7	2,5	3,6
b2	-21	-28	-17	-19	25	37	23	16	9	7	21	32	1	5	20
b1	3,7	10	0,8	2,5	14	20	9	4	1,3	2	8	20	6	2	7
b0	1	1	1	1	1	1,1	0,7	0,3	0,1	1,3	1	1,4	1	1	1,2
a3	-67	123	308	53	2,71	15	41	22	18	36	13	71	63	24	10
a2	15	55	119	32	3,45	1,7	10	3	7	4	2	34	21	5	4
a1	10	17	15	9	1	5	7	2	3	8	1,7	9	7	2	3
a0	1	1	1	1	1	0,4	0,3	1	0,2	0,9	1	0,	0,5	0,7	1
t	7	12	3	4	1	8	5	2	6	5	5	6	4	3	7

 

Деэтанизатор (стабилизатор)

Рисунок 23 - Технологическая (а) и топологическая (б) схема аппарата

Таблица 6

Вар.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
k	0,5	0,9	0,9	1	2,7	1,5	4,1	3,2	1,2	0,7	1,8	0,5	0,8
a2	20	60	174	100	11	7	3	21	7	16	30	27	12
a1	12	15	21	15	9	4	1,2	10	3,4	5	1,7	8	6
a0	1	1	1	1	1,6	0,9	7	5	1	3,2	1	1	0,7
t	2	3	5	3	5	2	4	6	7	10	4	6	3

 

 

Вакуумная колонна

 

Вар.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
k	0,2	0,03	0,2	1	2,16	1	1,5	1,2	1,85	2,28	0,8	3,1	0,14
b2	30,7	82	10	20	17	6	43	70	20	30	6	20	3
b1	5,1	150,7	0,8	0,7	0,25	0,4	0,6	4,1	4,5	10	10	4	5
b0	1	1	1	1	3,5	3,5	1	1	1,85	3	1	1	1
a3	0	18216	875	2,75	0	30	20	30	0	0	15	3,4	17
a2	93,6	3546	190	4,39	12	70	50	10	60	90	32	18,3	10
a1	18,3	182,8	21,5	3,25	5,5	12	12	5	10	18	2,7	1,2	0,1
a0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
t	8	6	4	7	3	5	5	5	3	4	2	3	8
	tW=f(F)	tW=f(tF)			tв=f(Gц.о.)	tв=f(TF)	tн=f(в.п.)	tн=f(gop)	tн=f(TF)	tw=f(в.п.)

 

	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27
k	0,5	2,5	-1,4	-4,5	4,5	2	1	1	1,07×10-3
b1	0,376	1,6	0,74	5,07	0,8	4,22	0,8	3,595	3,595
b0	1	1	1	1	1	1	1	1	1
a2	16,9	148	28,1	60,9	10,9	200	27100	200	53,84
a1	7,44	21,4	9,48	14,4	2,44	120	345	100	14,217
a0	1	1	1	1	1	1	1	1	1
t	4,5	14	7	5	12	3	6	3
	tв=f(tF)		tн=f(в.п.)			tв=f(F)	tн=f(Gц.о.)	tн=f(F)	xД=f(tн)

 

Колонна с боковым погоном (колонна для выделения бензола)

Таблица 8

Вар.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
k	4,22	1	7,3	4,47	2	5	1,8	0,5	3,4	2,3	1,4	2,2	0,3
b1	0	93	25	30	37	21	3	2,7	2,1	9	32	73	28
b0	1	1,8	1,3	1,2	1	0,7	2,2	1	1	0,8	1	0,9	0,6
a2	2,71	35	43	57	10	6	8	53	6,5	71	6	18	32
a1	3,45	12	21	9	17	3,4	0,9	4	1,3	24	0,7	4	17
a0	1	1	1	0,8	1	1	1	1	1	1	1	1	1
t	60	40	30	30	25	20	15	12	10	35	45	50	20

 

Печь.

 

Варианты передаточных функций для печи

; ;

;

G_топ=0,014 кг/кг нефти, G_возд=16 кг/кг топлива.

 

 

Таблица 9

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
k	0,009	0,6	0,007	0,6	0,5	-0,06	-0,2	1,8	0,54	13	13,5	0,98
a1	20	20	18	15	5	15	30	30	15	20	15	5
b0	1,36	1	1,36	1	1	1	1	1	1	1	1	1
t	4	3	8	4	1	6	10	10	6	0,5	4	1

 

Сепаратор

; ;

; ;

Теплообменник

Устойчивый объект второго порядка – 2 сосуда, разделенные сопротивлением

Таблица 10

Вар.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
k	4	0,5	0,6	0,8	0,35	0,1	1	1,2	0,6	1,3	3	4,5	5	0,8	10
a2	25	16	27	22	1	1,2	0,4	b0=1,8	0,27	-	-	20	11,9	20	60
a1	10	8	12	10	2,1	1,8	0,8	1	1	12	5	10	6,1	10	15
a0	1	1	1	1	1	1	1	2,5	0,4	15	2	1	1	1	1
t	2	3	2	3	1	1	0	2	5	4	3	6	4	8	4

 

Теплообменник с нагревом жидкости водяным паром

 

                 

 

       

a - коэффициент теплоотдачи, Дж/(м²×с×град)

А – суммарная поверхность стенок, м²

С_ж, С_ст – удельная теплоемкость жидкости и материала стенок, Дж/кг

W_ж, W_ст – масса жидкости и передающих стенок, кг

Таблица 11

Вар.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
k	0,6	7	2,5	4,1	2,3	1,6	3,7	1,9	0,3	1,2	1,7	1,1	1,8
b1	37	43	51	8	42	35	17	31	23	15	63	74	40
b0	0,2	0,8	0,4	0,7	1	2	0,5	0,4	0,6	0,7	0,4	0,2	1
a2	12	95	69	48	81	9	17	20	71	24	3	35	20
a1	5	18	74	21	47	3	10	15	44	6	24	19	14
a0	1	1	0,	0,5	0,6	0,4	0,6	1	0,8	0,3	1	0,6	0,5
t	5	4	10	3	5	7	2	6	5	8	5	8	3

 

Пароводяной тракт

 

Таблица 12

Вар.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
k	0,582	0,55	0,26	3	0,36	0,2	20	1,2	1,3	3,13	3,2	0,33	0,2
b1	3	3	15	2	8	0,5	2	-	-	2	2	6	0,5
b0	2	2	3	3	4	1	1	1	1	1	1	3	1
a2	3	10	12,1	33	2	33	12,6	12,6	12,6	30	10	13	33
a1	2	7	10	7	12,1	7	7,2	7,2	7,2	5	4	9	7
a0	2	2	3	2	10	5	1	1	1	3	1	2	5
t	3	5	3	2	3	3	2	4	6	3	2	4	5

 

Регуляторы П, ПИ, ПИД

Таблица 13

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
k1	20	2	45	20	20	10	1,5	2,5	34	3,5	4
k2	0,004	0,0005	0,0005	0,0001	0,04	0,01	0,03	0,07	0,001	0,002	0,003
k3

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

                                                                                        

     РЕКОМЕНДУЕМЫЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Полоцкий Л.М., Лапшенков Г.И. Автоматизация химических производств - М.: Химия, 1982.

2. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. Уч. для вузов. 7-е изд. –М.: Высшая школа. 2001. -575с.

3. Вентцель Е.С. Исследование операций. Задачи, принципы, методология. Уч.пособ. для вузов. 2-е изд.-М.: Высшая школа. 2001.-208с.

4. Альбом технологических схем процессов переработки нефти и газа /под ред. Бондаренко Б.И. – М.: Химия. 1983. -128с.

5. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. – Уфа: Гилем . 2002. -672с.

6. Рудин М.Г., Драбкин А.Е. Краткий справочник нефтепереработчика. –Л.:Химия. 1980. -328с.

7. Справочник нефтехимика /под ред. Огородникова С.К. т.2. –Л.: Химия. 1978. -592с.

8. Закгейм А.Ю. Введение в моделирование химико-технологических процессов. –М.: Химия. 1982. -288с.

9. Кузичкин Н.В., Саутин С.М. Методы и средства автоматизированного расчета химико-технологических систем. Уч.пособ. для вузов. –Л.: Химия. 1987.

10. Ахмадеев М.Г. Моделирование на ЭВМ объектов управления нефтепереработки и нефтехимии. –Уфа: 1989. -93с.

11. Луговской И.И., Синявский К.С.. Дубс Р.В. Конспект лекций по курсу “Математическое описание химико-технологических процессов”. www.xtf.opu . odessa.ua/

12. Руководство по работе с пакетом динамического моделирования VisSim 3 –Уфа: УГНТУ. 2002. -19с.

13. ГОСТ 21.408-93. Правила выполнения рабочей документации АТП.

14. Ресурс InterNet: http://www.bmik.ru/vm/inform.htm. Кафедра вычисли-тельных методов, 119899, М.: Воробьевы горы, МГУ, факультет ВмиК.

15. Ресурс InterNet: http://www.bmik.ru/vm/inform.htm. Математическое моделирование в век компьютеров. Новосельцев В.Н. Институт проблем управле-ния РАН, М. 117342 Профсоюзная 65.

16. Ресурс InterNet: http://vissim.nm.ru/help/vissim.htm. Комплексный обзор ресурса.

17. Максимей И.В. Визуальное моделирование в среде МАТЛАБ. Учеб.курс.-С-Петербург, М., Харьков, Минск: 1988. -232с.

18. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем – искусство и наука.-М.: Мир. 1978. -411с.

19. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии.-Л.:Госхимиздат. 1959. -574 с.