О выборе регуляторов расхода

Требуемое (заданное) качество переходных процессов предопределяет выбор законов управления. Для регулирования расхода без установившейся (статической) погрешности в одноконтурных системах управления применяют ПИ-регуляторы. Если система управления расходом является внутренним контуром двухконтурной каскадной системы управления, то в качестве регулятора расхода может использовать П-регулятор.

Замечание

В промышленных САР расхода не рекомендуется применять ПД- или ПИД-регуляторы. Если в сигнале изменения расхода присутствуют высокочастотные сигналы (помехи), то использование Д-составляюших в законе регулирования без предварительного сглаживания сигнала расхода может вызвать неустойчивую работу системы управления.

Лекция 9.

Регулирование уровня

Постоянство уровня жидкости в технологическом аппарате означает сохранение материального баланса, т. е. приток жидкости равен ее стоку, а скорость изменения уровня равна нулю:

Замечание

Понятия «приток» и «сток» рассматриваются как обобщенные понятия.

Уровень жидкости в аппарате можно регулировать, применяя различные схемы регулирования.

Первый вариант (рис. 8) — регулирование «на притоке», изменяя расход жидкости на входе в аппарат.

Второй вариант (рис. 9) — регулирование «на стоке», изменяя расход жидкости на выходе из аппарата.

Третий вариант (рис. 10) — регулирование соотношения расходов жидкости на входе в аппарат и выходе из него с коррекцией по третьему технологическому параметру — уровню (каскадная система регулирования).

Рис. 8. Схема непрерывного регулирования уровня «на притоке»: / - аппарат; 2 - регулятор уровня; 3- регуегулируюший клапан

Рис. 9. Схема непрерывного регулирования уровня «на стоке».

Рис. 10.Схема непрерывного регулирования уровня каскадной САР: / — аппарат; 2, 3 — датчики расхода; 4 — регулятор уровня (ведущий); 5 — регулятор соотношения двух расходов (ведомый); 6 — регулирующий клапан.

Если в аппарате (испарителе, конденсаторе, ректификационной колонне и т. п.) имеют место фазовые превращения веществ, тогда уровень является характеристикой и гидродинамических, и тепло-массообменных процессов. Приток и сток должны учитывать фазовые превращения веществ. В этом случае уровень регулируют изменением расхода теплоносителя, например греющего пара или хладагента (рис. 11). В указанных аппаратах уровень связан с другими технологическими параметрами, например давлением. Естественно, в каждом конкретном случае система регулирования уровня реализуется с учетом других контуров регулирования.

Рис. 11.Схема непрерывного регулирования уровня в испарителе: 1 — испаритель; 2 — регулятор уровня; 3 — регулирующий клапан

Выбор непрерывного или позиционного регулятора определяется требуемой точностью поддержания уровня в аппарате. Если необходимо уровень жидкости в аппарате поддерживать на заданном значении, а постоянные колебания уровня недопустимы, то используют непрерывный регулятор. Позиционные регуляторы применяются обычно для поддержания уровня в сборниках жидкости, промежуточных емкостях в заданных (достаточно широких) пределах.

Схема позиционного регулирования уровня приведена на рис. 12. Если уровень достигает своего предельного значения (верхнего), поток автоматически переключается на резервный сборник жидкости.

Рис. 12. Схема позиционного регулирования уровня:

/ — сборник жидкости; 2 — резервный сборник жидкости; 3 — насос; 4 — датчик уровня; 5 — регулятор уровня; 6, 7 — регулирующие клапаны