Thread Content
Эта статья разделена на три части: верхнюю, среднюю и нижнюю. К сложным системам управления относятся: серийные системы управления, системы равномерного управления, системы управления по соотношению, системы управления с разделением диапазонов, автоматические селективные системы управления, системы передаточного управления и трехимпульсные системы управления и т. д. В предыдущей статье мы рассмотрели системы управления с последовательным управлением и системы равномерного управления. В данной статье мы в основном рассмотрим системы управления на основе соотношений, системы управления с разделением диапазонов и автоматические системы выборочного управления. 3) Система управления по соотношению: в процессе производства часто требуется смешивать два или более вида материалов в строго определенных пропорциях для дальнейшей обработки. Для точного контроля пропорций различных материалов в практике используется система управления по соотношению. Далее рассмотрим в качестве примера систему управления с одним замкнутым звеном. Активная переменная F1 не подвергается контролю с использованием обратной связи, поэтому она может меняться. Переменная F2 является пассивной и изменяется в зависимости от F1. В состоянии стабильности значение F2 может сохраняться равным K·F1 (где K — коэффициент пропорциональности). Из схемы видно, что F2 образует замкнутый контрольный цикл; поэтому такую систему называют системой управления с одним замкнутым звеном. Иллюстрация: Система управления с относительным отклонением. Система управления с одним замыканием обычно используется в тех случаях, когда параметры F1 практически не меняются, например, при регулировке расхода жидкости, выдаваемого расходомерным насосом. Если изменения в F1 влияют на следующий этап обработки, то необходимо использовать систему управления с двойным замкнутым регулированием, или же, в зависимости от специфических требований процесса, — систему управления с последовательным регулированием. 4) Система управления по этапам: Основная цель использования системы управления по этапам — расширить диапазон регулировки R, чтобы она могла соответствовать требованиям специальных систем управления ； Улучшение качества регулирования, экономия энергии, улучшение условий работы регулирующего клапана ； Обеспечивает удовлетворение требований к небольшому расходу во время запуска и остановки, а также к большому расходу во время нормальной работы, что позволяет добиться высокого качества регулирования ； Обеспечение стабильности и безопасности в условиях нормальной работы и при авариях. В качестве примера рассмотрим схему с блоками: сырье нагревается с помощью клапана горячей воды A и клапана пара B; при этом необходимо, чтобы температура сырья на выходе из теплообменника оставалась постоянной. Для экономии пара пар подается только тогда, когда клапан горячей воды A полностью открыт, а температура ещё не достигла требуемого уровня, при этом открывается клапан пара B. Рисунок: Система управления по этапам. Как видно на рисунке, даже после полного открытия клапана горячей воды A температура все еще остается ниже заданного значения. Тогда регулятор температуры вырабатывает давление свыше 60 кПа; при этом открывается клапан пара для подачи дополнительного пара, что позволяет довести температуру до заданного уровня. В этом примере выход регулятора делится на два сегмента для управления двумя регулирующими клапанами, открываемыми под действием воздуха. Также в соответствии с требованиями процесса можно спроектировать один регулирующий клапан, открывающийся под действием воздуха, один клапан, закрывающийся под действием воздуха, или два клапана, закрывающихся под действием воздуха. Для удовлетворения особых требований производственного процесса регулирование по этапам позволяет также разделить сигнал, выходящий от контроллера, на несколько отдельных сегментов. Каждый сегмент управляет одним регулирующим клапаном; каждый такой клапан работает только в определенном диапазоне значений сигнала, выходящего от контроллера. 5) Автоматическая селективная система управления: в случаях перегрузки таких устройств, как компрессоры, насосы, вентиляторы, когда реакция в реакторе достигает критического уровня, или при остановке крупных производственных установок и в других чрезвычайных ситуациях, обычные системы автоматического управления уже не могут соответствовать требованиям к контролю. Если пытаться решить эти проблемы с помощью операторов, это приведет к их чрезмерной загруженности и повышенному риску ошибок. Поэтому используется автоматическая селективная система управления, также называемая системой переключения, для обеспечения безопасности производства и автоматической остановки/запуска установок. Такой способ управления заключается в том, что логические связи, обусловленные ограничениями, существующими в процессе производства, добавляются к обычной системе регулирования. Когда процесс производства приближается к уровню этих ограничений, до возникновения небезопасных ситуаций, активируется регулятор, предназначенный для контроля таких ситуаций. Этот регулятор заменяет обычную систему регулирования и продолжает выполнять свои функции до тех пор, пока процесс производства не вернется в безопасные рамки. Затем обычная система регулирования снова начинает работать автоматически. Такой способ автоматического выбора режима управления иногда называется системой автоматической защиты. В качестве примера рассмотрим следующую схему: расход аммиака и воздуха преобразуется с помощью датчиков расхода в сигналы, которые затем поступают в делитель для вычисления соотношения. Результаты этого вычисления используются в качестве значений измерений для регулятора соотношения KC и регулятора с превышением KY. Сигналы, выходящие от этих регуляторов, поступают на выбирающий устройство LS, которое в свою очередь управляет клапаном. Иллюстрация: Во время нормальной работы системы автоматического выборочного управления выходной сигнал регулятора KY составляет 100 кПа; регулятор LS передает сигнал на управляющий клапан только через регулятор соотношения KC. Если в процессе производства возникают колебания, и соотношение потоков аммиака и воздуха превышает допустимые безопасные пределы, включается регулятор KY: его выход снижается, а контрольный клапан закрывается. Это продолжается до тех пор, пока соотношение потоков аммиака и воздуха не вернется в нормальные значения. Затем регулятор KC снова начинает выполнять свои функции. (Контрольные клапаны на трубопроводах с аммиаком обычно выбираются с режимом открытия под давлением газа) Рисунок здесь не приводится; при необходимости его можно посмотреть в оригинальном тексте: https://www.sohu.com/a/308376089_120129629?sec=wd