Расчёт пропускной способности РО

Расчёт настроек ПИ-регулятора методом РЧХ

 

 

Чебоксары, 2008

Содержание

 

1. Описание принципа действия замкнутой САР

2. Расчёт и выбор исполнительного устройства

3. Описание ОР

4. Постановка эксперимента по снятию кривой разгона

4.1 Схема установки для снятия кривой разгона

4.2 Получение передаточной функции по экспериментально полученной кривой разгона

5. Выбор закона регулирования

6. Расчёт настроек ПИ-регулятора методом РЧХ

6.1 Построение ЛРЗ

Выводы

Литература

 

 

Описание принципа действия замкнутой САР

 

В общем случае под структурой САР понимают совокупность частей автоматической системы, на которую она может быть разделена по определённым признакам, и путей передачи воздействий между ними, образующих автоматическую систему.

Различают алгоритмическую, функциональную и конструктивную структуры САР.

Алгоритмической структурой САР называют структуру, где каждая часть предназначена для выполнения определённого алгоритма преобразования её входной величины, являющегося частью алгоритма функционирования САР.

В функциональной структуре САР каждая часть предназначена для выполнения определённых функций автоматического регулирующего устройства – получение информации, её переработку, формирование закона регулирования и прочее, так и более частные – передача сигналов, сравнение сигналов, преобразование формы представления информации.

Простейшая составная часть структурной семемы САР или автоматического устройства, отображающего путь и направление передачи воздействия между частями автоматической системы, на которые эта система разделена в соответствии со структурной схемой, называют связью структурной схемы системы.

 

Структурная схема замкнутой САР

 

С помощью данной схемы реализуется принцип регулирования по отклонению (по ошибке).

 

Преимущество САР по отклонению

 

1. Система выполняет свою задачу независимо от количества возмущающих факторов.

2. Отсутствие жёстких требований к стабильным характеристикам элементам Рег и ИУ.

 

Недостаток САР по отклонению

 

1. Заключается в том, что возмущающее воздействие оказывает влияние на величину регулирующего параметра.

 

Wоб(s)

Wрег(s)

Х(s) ε(s) Y(s)

Y(s)

 

 

Расчёт и выбор исполнительного устройства

 

Исходные данные

 

1. измеряемая среда – вода;

2. максимальный объёмный расход, F_vmax =16 м³/ч;

3. динамическая вязкость в рабочих условиях, ν = 0,0008906м²/с;

4. плотность в рабочих условиях, ρ = 1000 кг/м³;

5. давление источника, P_и = 0,3 МПа;

6. давление потребителя, P_п = 0,06 МПа;

7. диаметр трубопровода, D_тр = 51 мм;

8. длина прямых участков, L = 24 м;

9. количество местных сопротивлений 8 шт.:

местные сопротивления на запорных арматурах, = 4,1 – 2 шт.;

местные сопротивления на поворотах трубы под углом 90⁰ с радиусом

поворота 3 D_тр,  = 1,2 – 6 шт.

 

Расчёт пропускной способности РО

 

1 Определяем перепад давления сети, P_c:

 

P_c = P_и – P_п = 0,3 – 0,06 = 0,24 МПа

 

2. Максимальная скорость среды:

 

 м²/с

3. Потери давления на местных сопротивлениях, ΔP_мс:

 

МПа

 

4. Определяем гидростатический напор, ΔP_г.с.:

 

 МПа

 

5. Определение критерия Рейнольдца, Re_D:

 

6. Определение коэффициента трения λ по диаграмме:

Шероховатость n = 0,2 мм

 

 => λ= 0,028

 

7. Определение скорости потока, V:

 

 м/с

8. Потери давления на прямых участках, ΔP_пр:

 

 МПа

 

9. Определение потери давления на регулирующем органе, ΔР_ро:

 

ΔР_ро= P_c – P_пр – P_м.с = 1,0 – 0,0067 – 0,024 = 1,03 МПа

 

10. Определение расчётной пропускной способности клапана, K_vvрасч:

 

 м³/ч

 

11. Определение условной пропускной способности клапана с 20% запасом, К_vузап.:

 

К_vузап. = К_v · 1,2 = 177 м³/ч