Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ состояния вопроса. цель и задачи исследования
1.1 Системы автоматизации проектирования устройств управления 9
1.2 Описание процессов первичной переработки нефти 14
1.3 Обзор существующих систем управления типовыми установками первичной переработки нефти 29
1.4 Обзор элементов устройств управления 33
1.5 Обзор систем автоматизации проектирования в нефтехимической промышленности 37
1.6 Методика теоретических исследований 39
1.7 Методика экспериментальных исследований 44
1.8 Цель и задачи работы 47
2. Математическое описание технологического процесса установки первичной переработки нефти 50
2.1 Обзор основных принципов математического моделирования процессов химической технологии 50
2.2 Обзор типовых моделей структуры потоков нефтехимических процессов 52
2.3 Выбор метода математического моделирования типовых установок первичной переработки нефти 62
2.4 Алгоритм формирования математических моделей типовых установок первичной переработки нефти 71
2.5 Математическая модель установки первичной переработки нефти 78
2.6 Исследование зависимости потерь нефтепродуктов от технологических воздействий 84
2.7 Результаты и выводы 90
3. Оптимизация технологических воздействий на типовых установках первичной переработки нефти 91
3.1 Оптимизация параметров химико-технологических процессов 91
3.2 Алгоритм оптимизации технологических воздействий на типовых установках первичной переработки нефти 96
3.3 Оптимизация технологических воздействий на типовой установке первичной переработки нефти 104
3.4 Результаты и выводы 108
4. Проектирование устройств управления типовыми установками первичной переработки нефти 110
4.1 Требования к промышленным системам автоматического регулирования ПО
4.2 Состав устройств управления. Передаточные функции основных элементов 112
4.3 Выбор закона регулирования и типа регулятора 115
4.4 Проектирование устройств управления технологическими воздействиями на установке первичной переработки нефти 120
4.5 Задачи и функции системы автоматизации проектирования устройств управления типовыми установками первичной переработки нефти 128
4.6 Система автоматизации проектирования устройств управления технологическими воздействиями типовых установок АВТ 131
4.7 Результаты и выводы 136
Общие результаты и выводы 138
Список литературы
- Обзор существующих систем управления типовыми установками первичной переработки нефти
- Алгоритм формирования математических моделей типовых установок первичной переработки нефти
- Алгоритм оптимизации технологических воздействий на типовых установках первичной переработки нефти
- Проектирование устройств управления технологическими воздействиями на установке первичной переработки нефти
Введение к работе
Актуальность работы. Современный этап развития промышленного производства характеризуется переходом к использованию передовых технологий, стремлением добиться предельно высоких эксплуатационных характеристик, как действующего, так и проектируемого оборудования, необходимостью свести к минимуму любые производственные потери. Все это возможно только при внедрении систем автоматизации проектирования (САПР) промышленного оборудования путем применения современных методов моделирования на основе вычислительной техники.
При разработке устройств управления (УУ), направленных на обеспечение качества работы промышленных установок первичной переработки нефти, существует проблема синтеза их оптимальных параметров, которую может решить САПР этих устройств. Таким образом, на первый план выдвигается задача совершенствования процесса проектирования устройств управления промышленными установками первичной переработки нефти.
В основу первичной переработки нефти входят два процесса: обессоливание нефти, протекающий на типовых установках ЭЛОУ (электрообессоливающая установка), и разделение нефти на фракции по интервалам температур кипения, протекающий на типовых установках АВТ (атмосферно-вакуумная трубчатка). Эти установки являются основополагающими, от которых зависят количество и качество получаемой продукции. Типовые установки АВТ в день могут перерабатывать до 4800 тонн нефти, из которых потери составляют в среднем 1-2%.
Для повышения эффективности функционирования САПР устройств управления промышленными установками первичной переработки нефти возникает необходимость исследования рабочего процесса и создания научно обоснованной методики выбора рациональных алгоритмов и параметров настройки элементов этих устройств.
Таким образом, целью диссертационной работы является разработка алгоритмов системы автоматизации проектирования устройств управления установками первичной переработки нефти.
Объектом исследования является процесс автоматизации проектирования устройств управления установками первичной переработки нефти.
Предметом исследования являются закономерности процесса автоматизации проектирования устройств управления установками первичной переработки нефти.
Задачами данной работы являются:
Обосновать критерий эффективности для оптимизации технологических воздействий на установках первичной переработки нефти АВТ;
Разработать алгоритм формирования математических моделей установок первичной переработки нефти АВТ для моделирования расхода компонентов в зависимости от качества нефти;
Предложить алгоритм оптимизации технологических воздействий для минимизации потерь на установках первичной переработки нефти АВТ;
Выявить зависимости потерь нефтепродуктов от величины расхода технологических воздействий на установках первичной переработки нефти АВТ;
Разработать алгоритм работы системы автоматизации проектирования устройств управления установками первичной переработки нефти АВТ.
Методы и средства исследований. Для решения поставленных задач были использованы методы математической статистики, математического моделирования, регрессионного анализа, линейной оптимизации. Экспериментальные исследования проведены на производственной базе ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ». Реализация математических моделей и оптимизационных процедур осуществлялась с помощью разработанного пакета прикладных программ в среде MATLAB.
Научная новизна работы состоит в следующем:
Разработан алгоритм формирования математических моделей установок первичной переработки нефти АВТ для определения расхода компонентов в зависимости от качества нефти;
Разработан алгоритм оптимизации технологических воздействий для установок первичной переработки нефти АВТ;
Выявлены новые зависимости потерь нефтепродуктов от величины расхода технологических воздействий на установках первичной переработки нефти АВТ;
Разработан алгоритм работы системы автоматизации проектирования устройств управления установками первичной переработки нефти АВТ.
Положения, выносимые на защиту:
Методика и алгоритм формирования математических моделей установок первичной переработки нефти АВТ для определения расхода компонентов в зависимости от качества нефти;
Методика и алгоритм расчета оптимальных технологических воздействий для установок первичной переработки нефти АВТ;
Установленные функциональные зависимости, отражающие связь потерь нефтепродуктов и величины расхода каждого из технологических воздействий на установках первичной переработки нефти АВТ;
Методика и алгоритм автоматизации проектирования основных параметров устройств управления установками первичной переработки нефти АВТ.
Практическая значимость работы заключается в создании системы автоматизации проектирования устройств управления типовыми установками АВТ, которая позволила:
Проектировать устройства управления, реализующие задачу минимизации потерь нефтепродуктов;
Исследовать устойчивость и качество проектируемых устройств управления;
Моделировать установки первичной переработки нефти АВТ;
Моделировать процесс разгонки нефти;
Сократить время, затрачиваемое на проектирование устройств управления установками первичной переработки нефти АВТ;
Повысить эффективность работы персонала проектных организаций.
Апробация результатов работы Основные результаты и положения
диссертационной работы докладывались на шестой международной научно-
практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Омск,
23-24 марта 2008 г. «Теоретические знания - в практические дела.»;
четвертой всероссийской научно-практической конференции
«Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности и экологии» Тула, 23-24 апреля 2008; четвертой всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития транспортного комплекса», Самара, 25-27 февраля 2009; десятой международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Омск, 23-24 марта 2009 г. «Теоретические знания - в практические дела.»; одиннадцатой международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Омск, 23-24 марта 2010 г. «Теоретические знания - в практические дела.».
Публикации По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК России
Внедрение результатов работы Результаты исследований внедрены в ООО «Информационно-технологическая сервисная компания» г. Омск, которая является основным предприятием, обслуживающим и проектирующим устройства управления на ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ».
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемых источников, включающего 119 наименований и 6 приложений. Объем диссертации 148 страниц машинописного текста, 51 рисунков, 17 таблиц, 6 приложений.
Обзор существующих систем управления типовыми установками первичной переработки нефти
Таким образом, на типовых установках первичной переработки нефти АВТ: - существуют системы стабилизации давления технологических воздействий; - системами стабилизации технологических воздействий не анализируется изменение входного продукта — нефти. Проблемы установок первичной переработки нефти Прежде чем приступить к проектированию какого-либо устройства, необходимо произвести подробный технохимический расчет всего процесса производства или той его части, которая непосредственно связана с проектируемым устройством. В основу любого технохимического расчета положены два основных закона: - закон сохранения массы вещества; - закон сохранения энергии. На первом из этих законов базируется всякий материальный расчет. Закон сохранения масс веществ заключается в том, что во всякой замкнутой системе масса вещества остается постоянной, независимо от того, какие изменения претерпевают вещества в этой системе. Применительно к расчету материального баланса какого-либо процесса производства этот закон принимает следующую простую формулировку: масса исходных продуктов процесса должна быть равна массе его конечных продуктов. Следовательно, когда производится материальный расчет процесса, необходимо учитывать массу каждого компонента, поступающего в данный аппарат (приход) и массу каждого компонента, уходящего из аппарата (расход). Сумма приходов компонентов должна быть равна сумме расхода, независимо от состава продукта при поступлении и выходе, т.е. независимо от того, каким изменениям они подверглись в данном аппарате [61,65,69,98].
В промышленной практике довольно часто приходится иметь дело с вычислениями количественных соотношений между компонентами начальных и конечных продуктов производства, в основе которого лежат физические процессы. При этих процессах не образуется новых компонентов, а только происходят изменения состава продуктов, которые подвергаются обработке или хранению при определенных условиях. Поэтому составляя материальный баланс этих процессов, следует иметь в виду, что в приходной и расходной его частях участвуют одни и те же компоненты, но только в различных количественных соотношениях.
Расчеты технологических процессов, в результате которых происходит химическое изменение вещества, основаны на стехиометрических законах: - закон постоянства состава; — закон кратных отношений, Эти законы выражают собой взаимное отношение атомов и молекул при их химическом взаимодействии друг с другом. Согласно закону постоянства состава, любое вещество, какими бы способами его не получали, имеет вполне определенный состав. Закон кратных отношений состоит в том, что при образовании какого-либо простого или сложного вещества элементы в молекулу последнего входят в количествах, равных или кратных их атомному весу. Если же отнести этот закон к объемам, вступающих в реакцию веществ, то он примет следующую формулировку: если вещества вступают в химическую реакцию в газообразном состоянии, то они при одинаковых условиях (давление и температура) могут соединяться только в объемах, которые соотносятся между собой, как целые числа [15,69,77,97].
Материальный баланс любого технологического процесса или части его составляется на основании закона сохранения веса (массы) вещества: где 2JJUCX — сумма весов (масс) исходных продуктов процесса; -&кон сумма весов (масс) конечных продуктов процесса в тех же единицах измерения.
Таким образом, если в какой-либо аппарат или технологический узел поступает GA кг продукта A, GB кг продукта В и т.д., а в результате переработки их получается Gc кг продукта С, Gд кг продукта Д и т.д., а также если в конечных продуктах остается часть начальных продуктов A (G А КГ), В t (G в кг) и т.д., то при этом должно сохраниться равенство: GA+GB +... = G A+G B+GC +GM + ... + AG, (1.2) где AG - производственные потери продукта. Определение массы вводимых компонентов и полученных продуктов производится отдельно для твердых, жидких и газообразных фаз согласно уравнению: Gr+G)K+GT=Gr+GM+GT, (1.3) где Gr - масса входной газообразной фазы, кг; GM - масса входной жидкой фазы, кг; GT - масса входной твердой фазы, кг; G г — масса выходной газо образной фазы, кг; G ж — масса выходной жидкой фазы, кг; G т — масса выходной твердой фазы, кг; В процессе не всегда присутствуют все фазы, в одной фазе может содержаться несколько веществ, что приводит к упрощению или усложнению уравнения (1.3).
Алгоритм формирования математических моделей типовых установок первичной переработки нефти
Далее, для каждого выделенного элемента и явления записывают уравнение (или систему уравнений), отражающее его функционирование. Также, в математическое описание включают уравнения связи между различными выделенными явлениями. В зависимости от процесса математическое описание может быть представлено в виде системы алгебраических, дифференциальных, интегральных и интегро-дифференциальных уравнений [18,20].
Этап выбора метода решения и разработки моделирующей программы подразумевает выбор наиболее эффективного метода решения из имеющихся (под эффективностью имеются в виду быстрота получения и точность решения), и реализацию его сначала в форме алгоритма решения, а затем — в форме программы, пригодной для расчета на ЭВМ.
Построенная на основе физических представлений модель должна качественно и количественно описывать свойства моделируемого процесса, т.е. она должна быть адекватна моделируемому процессу. Для проверки адекватности математической модели реальному процессу сравниваются результаты измерений на объекте в ходе процесса с результатами предсказания модели в идентичных условиях. Этап установления адекватности модели является заключительным в последовательности этапов, выполняемых при ее разработке [20].
2.2 Обзор типовых моделей структуры потоков нефтехимических процессов
Поведение потоков в реальных аппаратах настолько сложно, что в настоящее время дать строгое математическое описание их в большинстве случаев не представляется возможным. В то же время известно, что структура потоков оказывает существенное влияние на эффективность химико-технологических процессов, поэтому ее необходимо учитывать при моделировании этих процессов. При этом математические модели структуры пото ков являются основой, на которой строится математическое описание химико-технологического процесса. Как уже отмечалось, точное описание реальных потоков приводит к чрезвычайно трудным для решения задачам. Поэтому разработанные к настоящему времени модели структуры потоков в аппаратах являются достаточно простыми и носят полуэмпирический характер. Тем не менее, уже они позволяют получать модели, достаточно точно отражающие реальный физический процесс (модели, адекватные объекту) [3].
При проведении химико-технологических процессов часто важно знать степень полноты их завершения, что, в свою очередь, зависит от распределения по времени пребывания частиц потока в аппарате, поскольку некоторые доли потока могут задерживаться в аппарате, а другие, наоборот, проскакивать, что непосредственно связано с временем контакта и диффузией.
Распределение времени пребывания частиц потока в аппарате имеет стохастическую природу и оценивается статистическим распределением.
Наиболее существенными источниками неравномерности распределения элементов потока по времени пребывания в промышленных аппаратах являются: - неравномерность профиля скоростей системы; - турбулизация потоков; - наличие застойных областей в потоке; - каналообразование, байпасные и перекрестные токи в системе; - температурные градиенты движущихся сред; - теплообмен и массообмен между фазами. Может оказаться, что истинное время пребывания в аппарате частиц потока недостаточно для осуществления процесса диффузии, а от этого зависит эффективность всего диффузионного процесса в целом. Поэтому важным является учет реальной структуры потоков фаз в аппарате (а, следовательно, по времени пребывания) с помощью модельных представлений о внутренней структуре потоков. Для процессов массопередачи описание структуры потоков имеет еще и тот смысл, что позволяет установить перемещение и распределение веществ в этих потоках. Поэтому все гидродинамические модели потоков записываются преимущественно в виде уравнений, определяющих изменение концентрации вещества в потоке.
Все многообразие взаимодействующих диффузионных и тепловых потоков с учетом распределения по времени пребывания можно формализовать в виде типовых математических моделей: - идеального смешения; - идеального вытеснения; - диффузионной; - ячеечной; - циркуляционной и комбинированной. Перечисленные типовые модели отвечают следующим требованиям: - отражают основные физические закономерности реального потока в рассматриваемых условиях; - являются достаточно простыми; - позволяют экспериментально или теоретически определять параметры модели; - дают возможность их использования для расчета конкретных процессов. Модель процесса идеального смешения Модель идеального смешения соответствует аппарату, в котором поступающее в него вещество мгновенно распределяется по всему объему аппарата. Концентрация вещества в любой точке аппарата равна концентрации на выходе из него.
Алгоритм оптимизации технологических воздействий на типовых установках первичной переработки нефти
Для выборок небольшого объема в величину R необходимо внести коррекцию на систематическую ошибку. Чем меньше число степеней свободы выборки/ = п-1, тем больше завышается сила связи, оцениваемая коэффициентом множественной корреляции [22,23]: \ -у п-1 R =f l R —r (2-39) где R — скорректированное значение коэффициента множественной корреляции; / - число коэффициентов уравнения регрессии. В уравнении (2.39)/ = к + 1; Переход от нормированного масштаба к натуральному осуществляется по формулам: Sy /= ; ; 7 = 1,2,..., ;./ =#); (2.40) п b0=y- %bjXj. /=i При наличии параллельных опытов можно рассчитать дисперсию воспроизводимости и провести статистический анализ уравнения регрессии.
Недостатком математической модели установок АВТ, разрабатываемых на основе регрессионного анализа, является необходимость в данных пассивного эксперимента.
Анализ всех вышеописанных методов формирования математических моделей показал, что оптимальным для сокращения потерь на типовых установках первичной переработки нефти АВТ является метод множественной регрессии. Для получения математических моделей необходимо провести пассивный эксперимент технологического процесса первичной переработки нефти, протекающего на установках АВТ, и процесса разгонки нефти.
Пассивный эксперимент на установке АВТ
Для формирования математической модели установки АВТ на основе метода множественной регрессии рассмотрен один из возможных вариантов работы установки АВТ. Таким образом, установка АВТ рассматривается, как единый объект с пятью входными и десятью выходными потоками (рис 1.8).
Был проведен пассивный эксперимент на одной из самых распространенных установок первичной переработки нефти АВТ-6, которая в день может перерабатывать до 4800 тон нефти. Данные пассивного эксперимента представляют собой данные с датчиков, установленные на каждом из материальных потоков за месяц (Приложение 1) [38,41,113]. Пассивный эксперимент процесса разгонки нефти Лабораторная дистилляционная установка является фундаментальным инструментом исследования различных технологических процессов и контроля качества нефтепродуктов. Результаты дистилляционного анализа используются для определения летучести продукта и его пригодности для конкретных задач. Большинство нефтепродуктов представляют собой смесь органических соединений с разной температурой кипения. Дистилляционная кривая позволяет определять диапазон температур кипения и объем отогнанной фракции в пределах каждого диапазона температур кипения (фракционный состав). В зависимости от природы анализируемого продукта анализ проводится при атмосферном давлении или под вакуумом. Стандартная процедура анализа требует точного контроля параметров эксперимента, включая скорость нагрева образа, температуру куба, холодильника и приемника, скорость разгонки и объем дистиллята [10,34,55,113].
Отобранная для анализа проба перегоняется в соответствии с заданными условиями и собирается в мерном цилиндре. Для каждой температуры пара приводится соответствующий объем дистиллята, на основании чего рассчитывается кривая разгонки. Для светлых нефтепродуктов применяется разгонка при атмосферном давлении; для тяжелых и остаточных нефтепродуктов, перегонка которых при атмосферном давлении невозможна вследствие изменения состава продукта при столь высоких температурах, применяется вакуумная разгонка.
Процесс разгонки нефти - это процесс определения фракционного состава нефти в зависимости от ее качества, различающегося по интервалам температур кипения.
Для формирования математической модели процесса разгонки нефти для установки АВТ был выбран один возможных вариантов ее работы. Статистика процесса разгонки нефти представляет данные о качестве нефти за 2008-2009 (Приложение 2). Из статистических данных процесса разгонки нефти были определены показатели качества нефти: - плотность при 20С, г/см3; - массовая доля воды, %; - концентрация хлористых солей, мг/дм3; - массовая доля механических примесей, %; - зольность, %; - кислотное число, мг КОН на 100 см топлива; - содержание смолистых веществ, %; - содержание S уск. мет., %; - вязкость при 20С, мм2/с; - вязкость при 50С, мм2/с; - массовая доля органических хлоридов во фракции, выкипающей до температуры 204С, %; - содержание ванадия, %; - давление насыщенных паров, кПа;
Проектирование устройств управления технологическими воздействиями на установке первичной переработки нефти
Для того чтобы технологическое оборудование работало с высоким КПД, с заданной производительностью, давало продукцию необходимого качества и работало надежно, необходимо поддерживать величины, характеризующие процесс, в заданных пределах. Эта важнейшая задача возложена на промышленные системы автоматического регулирования (САР) и стабилизации (САС) технологических процессов [76,87].
В системах стабилизации - сигнал заданной точки остается постоянным в течении длительного времени работы. Другой, не менее важной задачей, является задача программного управления технологическим агрегатом, что обеспечивает переход на новые режимы работы.
Решение этой проблемы осуществляется с помощью той же системы автоматической стабилизации, режим которой изменяется от программного за-датчика. Для большинства промышленных САР необходима достаточно высокая точность их работы ±(1-1.5)%. При этом главное назначение системы стабилизации — это компенсация внешних возмущающих воздействий, действующих на объект управления [88,89].
Основные элементы: ЗДН — задатчик, ПРЗ — программный задатчик, ЭС - элемент сравнения, РЕГ - автоматический регулятор, УМ — усилитель мощности, АР - автоматический регулятор (современные регуляторы объе диняют узлы ЗДН, ПРЗ, РЕГ, УМ, НП), ИМ - исполнительный механизм, РО — регулируемый орган, ОСп — обратная связь по положению регулирующего органа, ОУ - объект управления, Д — датчик (первичный преобразователь), НП — нормирующий преобразователь (в современных микропроцессорных системах управления и регуляторах, является встроенным входных устройст вом).
Обозначение переменных: SP — задающий сигнал, Е — ошибка регулирования, Up - выходной сигнал регулятора, Uy — управляющее напряжение, h — перемещение регулирующего органа, QT - расход вещества или энергии, Z -возмущающие воздействия, PV=X - регулируемый параметр (например расход), Yoc - сигнал обратной связи (выходное напряжение или ток преобразователя).
Современная промышленная САР должна: - обеспечивать устойчивое управление процессом во всем диапазоне нагрузок на технологический объект; - обеспечивать в окрестности рабочей точки заданное качество процессов управления (время переходного процесса, перерегулирование и колебательность); - обеспечивать в установившемся режиме заданную точность регулирования т.е.обеспечить нулевую статическую ошибку регулирования.
Все эти условия будут выполняться, если объект управления является стационарным, либо его вариации параметров достаточно малы и компенсируются запасами устойчивости системы. Современные промышленные регуляторы обеспечивают устойчивый процесс регулирования подавляющего большинства промышленных объектов при условии, что правильно выбраны настройки регулятора [87,88].
Чем выше требования к качеству регулирования, тем более сложной и дорогой будет система. Поэтому при создании САР стремятся найти разумный компромисс между качеством регулирования и затратами на автоматизацию технологического процесса.
Устройства управления технологическими воздействиями типовых установок первичной переработки нефти АВТ должны обеспечивать стабилизацию давления технологических воздействий (пара, газа, мазута и воды) для сокращения потерь в зависимости от расхода нефти и ее качества.
К устройствам управления разрабатываемых для технологических процессов, предъявляют особенные требования по безопасности и точности. Исходя из требований к технологическому процессу система автоматического регулирования должна обеспечивать следующие показатели [95]: - обеспечить статическую ошибку - не более 0,05 %; - максимальное перерегулирование а, - не более 10 %; - время регулирования tp - не более 300 с; - запас устойчивости по амплитуде - не менее 0,5 дБ; - запас устойчивости по фазе - от 30 до 80 град..
Для разработки устройства управления давления пара, газа, воды и мазута для сокращения потерь на типовых установках первичной переработки нефти необходимо составить структурную и функциональную схемы устройства управления [90,92,101,103].
После построения структурно-математической схемы определим все возможные передаточные функция звеньев системы автоматического регулирования. Передаточная функция объекта регулирования Объектами регулирования для каждого из управляющего воздействия является трубопровод. Трубопровод является пропорциональным звеном. Передаточная функция объекта регулирования определяется формулой [90]: Wop(p) = k, (4.1) где к — коэффициент передачи равный 1. Передаточная функция регулирующего органа
Регулирующий орган входит в объект регулирования. Регулирующим органом является задвижка. Регулирующий орган (РО) — это устройство, позволяющее изменять величину (направление) потока энергии или вещества в соответствии с требованиями технологии регулируемого процесса. Регулирующий орган является апериодическим звеном первого порядка, передаточная функция которого представлена формулой [92]: WP(P)=Y JTI (4-2) где кро - коэффициент передачи; Тро — время выхода на новый режим. Передаточная функция регулирующего элемента
Регулирующим элементом является микропроцессорный контроллер. Передаточные функции для П, ПИ и ПИД регуляторов имеют вид усилительного, апериодического звена первого и второго порядка. Соответственно передаточная функция определяются формулами [101]: Wp(p) = kp; (4.3) Wp(p) = kp(l+ -?-); (4.4) uP WD(p) = kD(l + -J—+ JdP J, (4.5) p{yy p[ Tup Тдр + Г v J 114 где кр - коэффициент пропорциональности; Ти — постоянная времени интегрирования; 7 - постоянная времени дифференцирования. Передаточная функция измерительного элемента
Измерительным элементом является датчик перепада давления, измеряющий давление пара, газа, воды или мазута пришедшее на установку АВТ. Так как транспортное запаздывание объекта регулирования много больше, чем датчика в отдельности, следовательно, в проектируемом устройстве управления передаточная функция датчика давления выражается уравнением апериодического звена первого порядка [103]: Wu3(p) = —r (4.6) где киэ - коэффициент передачи; Тиэ— постоянная времени. Передаточная функция исполнительного механизма
Для приведения в действие регулирующего органа, управляющего потоками газа, пара, мазута и воды подаваемых на установку, необходимо подобрать исполнительный механизм (ИМ). Вне зависимости от типа исполнительного механизма его передаточная функция выражается уравнением апериодического звена первого порядка с интегрирующей составляющей [90]: WUM(P)- ЫТкиМ.1у (4-7) Р(1имР + 1) где ким - коэффициент передачи; Тим - постоянная времени исполнительного механизма.
