На основе материального баланса по всему веществу

 

Уравнение динамики:

(1)

Начальные условия для вывода передаточной функции по каналу управления G_Б – h_см:

 

;

;

;

.

 

Уравнение статики:

(2).

Уравнение динамики в приращениях:

(после подстановки начальных условий в выражение (1), вычитания уравнения статики (2) и приведения подобных членов):

(3).

 

Уравнение динамики с безразмерными переменными:

(4).

Нормализованное уравнение динамики объекта во временной области

(7).

Уравнение динамики по каналу управления во временной области с учетом транспортного запаздывания:

(8).

 

Передаточная функция объекта по каналу управления :

(10),

где:

;

(11),

где V_труб - объем трубопровода от Р.О. до входа в аппарат.

Анализ статической характеристики объекта.

 

Уравнение статики на основе материального баланса по целевому компоненту:

(1).

Из уравнения (1) выразим в явном виде:

 

(2).

Анализ выражения (2) показывает, что:

· Статическая характеристика линейна по каналам: ;

· Статическая характеристика нелинейна по каналам .

 

Линеаризованное представление статической характеристики на основе стабилизации соотношения расходов: (или ):

 

(3).

 

Линеаризованное представление статической характеристики через разложение в ряд Тейлора:

 

(4).

Обозначим:

Линеаризованное представление приращения выходной переменной через приращения всех возможных входных переменных:

 

(5).

Типовая схема автоматизации процесса перемешивания.

 

Рис.7.1.

 

Типовое решение автоматизации.

 

Регулирование.

· Регулирование концентрации С _см по подаче реагента G_А - как показателя эффективности процесса перемешивания с целью получения гомогенизированного раствора.

· Регулирование уровня в аппарате h_см по подаче реагента G_Б - для обеспечения материального баланса по жидкой фазе.

 

Контроль.

· расходы - G _А, G _Б, G _см ;

· концентрация - С _см;

· уровень - h_см.

 

Сигнализация.

· существенные отклонения С _см и h _см от задания;

· резкое падение расходов исходных реагентов G_А¯ или G_Б¯, при этом формируется сигнал «В схему защиты».

 

Система защиты.

По сигналу «В схему защиты» - отключаются магистрали подачи исходных реагентов G_А, G_Б и отбора смеси G_см.

Материалы к лекции №3

Типовая схема процесса перемещения. Трубопровод как объект управления

 

Типовая схема процесса перемещения жидкости.

 

 

1. Объект управления - схема, приведенная на рис.1.

 

 

 

 

Рис.1.

 

Из емкости 1 насосом 2 по трубопроводу 3 жидкость перекачивается в емкость 4.

 

 

2. Показатель эффективности процесса - расход Q.

 

 

3. Цель управления процессом Q=Q_зд.

 

 

4. Анализ типовой схемы как объекта управления:

Основные элементы, подлежащие анализу - трубопровод 3 и насос 2.