ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

В дальнейшем рассмотрим только замкнутые САУ по отклонению (системы автоматического регулирования САР), наиболее распространенные при решении практических задач управления в нефтяной и газовой промышленности.

Рис.11.4. К принципу действия системы автоматического регулирования. Регулирование: а – ручное; б - автоматическое

Рассмотрим более подробно принцип действия системы автоматического регулирования на примере системы поддержания постоянного давления в сепараторе.(рис. 11.4). На вход сепаратора поступает газожидкостная смесь в количестве Q_см , которая разделяется на жидкую часть, отбираемую снизу в количестве Q_ж , и газовую, уходящую сверху сепаратора в количестве Q_г . В состоянии равновесия при определенном давлении p в сепараторе расходы уравновешены, т.е. Q_см=Q_г+Q_ж. Основным параметром, определяющим характер технологического процесса в сепараторе, является давление p. При изменении расходов потоков на входе или выходе сепаратора давление в нем будет изменяться.

Пусть задача заключается в том, чтобы поддерживать давление в сепараторе на определенном значении. Установим на сепараторе измерительный прибор 1 (манометр) с целью контроля давления и орган управления 2 расходом (задвижку) на газовой линии (рис. 11.4,а). Тогда, в случае уменьшения или увеличения давления, можно наблюдая за показаниями манометра и изменяя положение задвижки, восстанавливать желаемое значение давления в сепараторе. Получим систему регулирования давления. Однако, так как наблюдение за давлением и изменение проходного сечения органа управления проводится человеком, такое регулирование называется ручным.

Для получения системы автоматическогорегулирования функции человека должны быть переданы автоматическому устройству, называемому в этом случае автоматическим регулятором или просто регулятором.

РЕГУЛЯТОР

Приведем основные понятия и определения, используемые при изучении систем регулирования.

Параметр, который необходимо регулировать в ходе технологического процесса, называется регулируемым. Значение регулируемого параметра в любой момент времени называется текущим, а то его значение, которое необходимо поддерживать в процессе, - заданным.Разность между текущим и заданным значением регулируемого параметра называется рассогласованием или отклонением.

Рис.11.5.Функциональная схема системы регулирования давления

Основные элементы регулятора – чувствительный элемент, который реагирует на изменение регулируемого параметра, элемент сравнения, который сравнивает текущее значение регулируемого параметра с заданным, устанавливаемым с помощью специального устройства, и регулирующий орган, который оказывает непосредственное воздействие на процесс.

В нашем примере система автоматического регулирования будет действовать следующим образом (рис.11.4,б). В случае появления возмущающего воздействия, например при увеличении расхода потока смеси на входе (Q_см), давление в сепараторе (регулируемый параметр) повысится. Автоматический регулятор, сравнивая воздействия на мембрану 1 (элемент сравнения) со стороны давления газа (текущее значение) и со стороны пружины 2 (заданное значение), будет осуществлять регулирующее воздействие, увеличивая проходное сечение регулирующего органа 3 и тем самым уменьшая рассогласование. В этой системе мембрана 1 выполняет также функцию чувствительного элемента.