1. Обязательно представиться на русском языке кириллицей (заполнить поле "Имя").
  2. Фиктивные имена мы не приветствуем. Ивановых и Пупкиных здесь уже достаточно.
  3. Не писать свой вопрос в первую попавшуюся тему - вместо этого создать новую тему.
  4. За поиск, предложение и обсуждение пиратского ПО и средств взлома - бан без предупреждения.
  5. Рекламу и частные объявления "куплю/продам/есть халтура" мы не размещаем ни на каких условиях.
  6. Перед тем как что-то написать - читать здесь и здесь, а студентам - обязательно здесь.
  7. Не надо писать в ЛС администраторам свои технические вопросы. Администраторы форума отлично знают как работает форум, а не все-все контроллеры, о которых тут пишут.

Регулирование температуры

PLC, прочие контроллеры, промышленные компьютеры, операторские панели
Ответить
Аватара пользователя

Автор темы
Barsik
не первый раз у нас
не первый раз у нас
Сообщения: 353
Зарегистрирован: 02 фев 2010, 22:28
Имя: Корнеев Дмитрий
Страна: Россия
город/регион: Санкт-Петербург
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 7 раз

Регулирование температуры

Сообщение Barsik »

Добрый день, уважаемые форумчане! Требуется решить следующую задачку - нужно смешать два водяных пара разных параметров и получить показанные на картинке параметры. Сверху пар насыщенный, снизу - перегретый, смешивая их нужно получить "менее перегретый". Отбор пара осуществляется от паровой турбины большой мощности, до и после пароперегревателя, сам отбор небольшой (2 - 10 т/ч). Регулирование должно осуществятся по температуре. Клапана могут быть оба регулирующими, но желательно обойтись одним. Что то я никак не могу придумать алгоритм управления. И как я понял задачу, заброс температуры в большую сторону менее опасен, нежели вниз. Какие будут соображения?


Изображение
Запуск и модернизация оборудования без проекта и документации. Дорого.
Аватара пользователя

VADR
администратор
администратор
Сообщения: 4711
Зарегистрирован: 25 июл 2008, 07:12
Имя: Диев Александр Васильевич
Страна: Россия
город/регион: г. Сегежа, Карелия
Благодарил (а): 192 раза
Поблагодарили: 336 раз

Регулирование температуры

Сообщение VADR »

1. Не суть важно в данном случае, но пар с давлением 37,6 атм и температурой 290 градусов уже "чуть-чуть перегретый". Точка насыщения для такого давления где-то в районе 250 градусов.
2. Отбор пара точно от турбины? Не от котла? Просто я с турбинами большой мощности дела не имел, а с котлами работаю постоянно. Пароперегреватели есть как раз на котлах. Но и это не важно, суть - смешать два потока пара и получить третий с необходимыми характеристиками.
3. Заброс температуры опасен в обе стороны. На понижение есть опасность выхода на точку насыщения -> влажный пар -> износ турбинных лопаток, может быть медленным, а может и разорвать турбину на полном ходу и лопатки по цеху раскидать. На повышение - там какие-то нехорошие процессы в стали начинаются, которые не очень просто диагностируются, а на глаз совсем не видны.
4. Собственно алгоритм.
4.1. Если надо регулировать два параметра - одним клапаном тут не обойтись. Два клапана нужны обязательно. Или ограничивать задачу регулированием одного параметра, а второй подкручивать вручную вторым клапаном.
4.2. По логике работы - для увеличения давления нужно движение любого из клапанов (либо обоих клапанов) в сторону открытия. Для увеличения температуры - движение первого клапана на закрытие, второго на открытие (как одного из них, так и обоих сразу). Ну и на снижение температуры и давления - всё то же самое с противоположным знаком. То есть - для управления любым из параметров надо крутить оба клапана.
4.3. Как вариант - можно использовать обычные ПИД-регуляторы (2 шт), но которые выход дают не в виде процента открытия клапана, а в виде приращения открытия некоторого абстрактного исполнительного механизма. Здесь вариантов много можно придумать: у некоторых производителей такой режим работы изначально есть, с другими что-то колдовать придётся. Возможно, неплохо работал бы регулятор, который используется с клапанами типа МЭО (широтноимпульсный выход), но без обратной связи по положению клапана. Клапаны у нас виртуальные, реального положения не имеют. Ну а после эти приращения с двух регуляторов суммировать для первого клапана - с противоположными знаками, для второго - с одинаковыми. Возможно, с какими-либо весовыми коэффициентами.
4.4. А вообще на такую многопараметрическую задачу так и просятся нечёткие регуляторы. Стоят так и поют усердно "выбери меня - выбери меня" :) Но с ними довольно много возни.
Повторное использование кода не отменяет повторного использования мозга при его повторном использовании.
Аватара пользователя

Автор темы
Barsik
не первый раз у нас
не первый раз у нас
Сообщения: 353
Зарегистрирован: 02 фев 2010, 22:28
Имя: Корнеев Дмитрий
Страна: Россия
город/регион: Санкт-Петербург
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 7 раз

Регулирование температуры

Сообщение Barsik »

1. Ну да, не сподобился посмотреть
2. Отбор от большой турбины, гигаваттного класса. Пар более низкой температуры отбирается из выхлопа ЦВД (цилиндра высокого давления), а перегретый - после паропрегревателя (котел), поступающий в ЦСД (цилиндр среднего давления)
3. Там слишком маленькие расходы для крупных неприятностей
4.1 Нет. Я упустил этот момент, пар после отбора в конченом итоге попадает в турбину (ЦСД), и противодавление там примерно как указано на картинке. То есть давление поддерживать не надо, оно само там поддерживается.
4.2 На сегодняшний день в подобных системах стоят просто ручные регулирующие клапана, персонал станции их крутит при смене режима работы агрегата. Исходно предполагалось, что проблема может быть решена дроссельными шайбами, но ввиду малых сечений они забиваются мусором и схема не работает. На этот случай там есть еще байпасные клапана, которые позволяют обойти дроссельные шайбы. Вот их то и крутят.
4.3 Я изначально хотел использовать именно 2 ПИД регулятора, но что то меня терзают смутные сомнения что эта конструкция будет жизнеспособна. Про "абстрактный исполнительный механизм" не знал, надо будет ознакомится, спасибо.
4.4 Из собственного опыта - если ничего не получается, обычно вспоминают про нечеткую логику. Задача поддерживать точно уровень в трдцатилитровой емкости, питаемой через 300 метров 76 мм трубы - классическая иллюстрация попытки сделать невозможное. Не, не получается:(
Запуск и модернизация оборудования без проекта и документации. Дорого.

rwg
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 1040
Зарегистрирован: 29 апр 2014, 09:57
Имя: Рыбкин Владимир Геннадьевич
Страна: Россия
город/регион: Тверь
Благодарил (а): 54 раза
Поблагодарили: 131 раз

Регулирование температуры

Сообщение rwg »

Решение задачи в лоб. Если нужно просто стабилизировать температуру, можно поставить два регулирующих клапана и один ПИД-регулятор. клапана подключить так, чтобы они работали в противофазе - когда один полностью открыт, второй полностью закрыт. Пока результирующее давление пара меньше каждого из давлений источников пара, схема должна работать. Но в этом варианте нет регулирования количества пара, его может или не хватить, или он может оказаться лишним. Для защиты от этого -второй ПИД регулятор, один регулятор поддерживает количество пара любым клапаном, второй оставшимся клапаном поддерживает температуру. Точность регулирования зависит от умения наладчика и правильного выбора клапанов.

alex45
шаман
шаман
Сообщения: 938
Зарегистрирован: 30 сен 2016, 15:22
Имя: Соловьев Алексей Леонидович
Страна: Россия
город/регион: Иваново
Благодарил (а): 22 раза
Поблагодарили: 169 раз

Регулирование температуры

Сообщение alex45 »

Обычно для получения из пара с высокими параметрами пара с низкими параметрами используют редукционно-охладительные установки. Почему здесь нельзя такую схему применить?
Аватара пользователя

petr2off
эксперт
эксперт
Сообщения: 1602
Зарегистрирован: 06 янв 2016, 19:45
Имя: Петров В.Л.
Страна: Россия
город/регион: Красноярск
Благодарил (а): 69 раз
Поблагодарили: 185 раз

Регулирование температуры

Сообщение petr2off »

Обычно для получения из пара с высокими параметрами пара с низкими параметрами используют редукционно-охладительные установки
Можно сказать вопрос с языка снял. Теплотехника существует дольше электротехники. Там масса стандартных и безопасных решений. Зачем придумывать экзотические решения - ? На вскидку - их еще и РОСТЕХНАДЗОР одобрить, при таких то параметрах теплоносителя.
Аватара пользователя

Looker
эксперт
эксперт
Сообщения: 1105
Зарегистрирован: 09 фев 2011, 11:32
Имя: Дитрих Евгений Линусович
город/регион: Донецк
Благодарил (а): 255 раз
Поблагодарили: 184 раза

Регулирование температуры

Сообщение Looker »

rwg писал(а): 27 сен 2018, 07:42...два регулирующих клапана и один ПИД-регулятор. клапана подключить так, чтобы они работали в противофазе - когда один полностью открыт, второй полностью закрыт. Пока результирующее давление пара меньше каждого из давлений источников пара, схема должна работать.
Должна работать? Или может работать? По мне работоспособность такой схемы стремится к нулю - см. Расходная характеристика.
Стоит оценить постоянные времени по каждой координате регулирования:
1) Если отличаются на порядок и более - смотреть в сторону каскадного регулирования (два регулятора: "внутренний" и "внешний").
2) Если сопоставимы - "Barsik", примите мои соболезнования.
2а) Инвариантный многосвязный регулятор - два каскадных с перекрестными связями. Получится или не получится на практике - не знаю.
2б) Два регулятора по методу градиентного поиска. Работать будет, но медленно и есть шанс "выскочить" за допустимые пределы.
_______________________________________________
Узкая специализация в широком смысле этого слова ведет к широкой идиотизации в узком смысле этого слова . (С) Бернард Шоу
Аватара пользователя

petr2off
эксперт
эксперт
Сообщения: 1602
Зарегистрирован: 06 янв 2016, 19:45
Имя: Петров В.Л.
Страна: Россия
город/регион: Красноярск
Благодарил (а): 69 раз
Поблагодарили: 185 раз

Регулирование температуры

Сообщение petr2off »

Постановка вопроса все равно удивляет. Нужно сделать из пара высокого параметра - пар более низкого параметра.
Хочу заметить следующее - что пар сам по себе продукт более дорогой чем вода. Второе, отбирая пар из отбора турбины, Вы уменьшаете ее электрическую мощность, закон сохранения никто не отменял.
Теперь о принципах работы РОУ. Ставится редукционный клапан - его задача - понижение давления до требуемого значения. Особых проблем нет. Потом ставиться впрыск, холодной водой делается необходимая температура. Вода агент значительно более дешевый чем пар, при ее испарении нужно значительно больше тепла, чем при нагреве пара.
Аватара пользователя

Автор темы
Barsik
не первый раз у нас
не первый раз у нас
Сообщения: 353
Зарегистрирован: 02 фев 2010, 22:28
Имя: Корнеев Дмитрий
Страна: Россия
город/регион: Санкт-Петербург
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 7 раз

Регулирование температуры

Сообщение Barsik »

alex45 писал(а): 27 сен 2018, 09:11 Обычно для получения из пара с высокими параметрами пара с низкими параметрами используют редукционно-охладительные установки. Почему здесь нельзя такую схему применить?
Наверное можно. Но это должно ухудшить КПД и удорожить техническое решение. Показанная тут схема реализована как минимум в четырех местах. Сейчас вместо регуляторов персонал крутит ручные клапана.
petr2off писал(а): 27 сен 2018, 14:01 Второе, отбирая пар из отбора турбины, Вы уменьшаете ее электрическую мощность, закон сохранения никто не отменял.
Я писал выше, что пар после отбора возвращается в турбину, причем тоже в ЦСД, но не через сопловые коробки. Так что если КПД и падает, то на крайне незначительную величину. То есть пар, приготовляемый в отборе, используется для охлаждения некоторых компонентов турбины.
Запуск и модернизация оборудования без проекта и документации. Дорого.

alex45
шаман
шаман
Сообщения: 938
Зарегистрирован: 30 сен 2016, 15:22
Имя: Соловьев Алексей Леонидович
Страна: Россия
город/регион: Иваново
Благодарил (а): 22 раза
Поблагодарили: 169 раз

Регулирование температуры

Сообщение alex45 »

Barsik писал(а): 27 сен 2018, 14:36 Но это должно ухудшить КПД
Если у вас турбина гигаваттного класса, а расход пара через ваши клапаны не более 10 т/ч, то изменения КПД вы не почувствуете. И ещё не факт, что КПД уменьшиться. Расчёты в студию.
Barsik писал(а): 27 сен 2018, 14:36 удорожить техническое решение.
Не факт. Типовые решения как правило дешевле.
Barsik писал(а): 27 сен 2018, 14:36 Показанная тут схема реализована как минимум в четырех местах.
А схема с РОУ реализована по всей России и за её пределами. И всё крутится автоматически. Зачем изобретать велосипед?
Аватара пользователя

Автор темы
Barsik
не первый раз у нас
не первый раз у нас
Сообщения: 353
Зарегистрирован: 02 фев 2010, 22:28
Имя: Корнеев Дмитрий
Страна: Россия
город/регион: Санкт-Петербург
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 7 раз

Регулирование температуры

Сообщение Barsik »

Looker писал(а): 27 сен 2018, 13:36 Стоит оценить постоянные времени по каждой координате регулирования:
Я не совсем мысль понял. Требуется поддерживать единственный параметр (температуру). Процессы, протекающие в турбоагрегате как правило чрезвычайно медленные (кроме режимов пуска и останова, а так же аварийных режимов), поэтому работа данного узла будет определятся исключительно регулирующими клапанами. Да и отбор в трубу Dy 32 из трубы Dy 630 вряд ли способен повлиять на источник :) Поэтому решение должно быть по возможности примитивным - например вычислять требуемую степень смешения исходя из температур в отборах, а точное значение подстраивать ПИД (во блин, опять каскадный регулятор получился:)

Отправлено спустя 1 минуту 22 секунды:
alex45 писал(а): 27 сен 2018, 16:07 А схема с РОУ реализована по всей России и за её пределами. И всё крутится автоматически. Зачем изобретать велосипед?
Есть реализованная в металле конструкция. И требуется ее автоматизировать. Вот собственно и все
Запуск и модернизация оборудования без проекта и документации. Дорого.
Аватара пользователя

VADR
администратор
администратор
Сообщения: 4711
Зарегистрирован: 25 июл 2008, 07:12
Имя: Диев Александр Васильевич
Страна: Россия
город/регион: г. Сегежа, Карелия
Благодарил (а): 192 раза
Поблагодарили: 336 раз

Регулирование температуры

Сообщение VADR »

Barsik писал(а): 27 сен 2018, 02:58 Про "абстрактный исполнительный механизм" не знал, надо будет ознакомится, спасибо.
А тут не с чем особенно ознакамливаться. Обычная схема ПИД-регулятора включает в себя датчик, собственно регулятор и исполнительный механизм. Вот и придумываем некоторый механизм, который должен в зависимости от выхода регулятора "приоткрываться" и "призакрываться". И таких - по одной штуке на каждый регулятор. А потом из "движений" каждого такого механизма формируем выходы на реальные исполнительные механизмы.
Barsik писал(а): 27 сен 2018, 02:58 если ничего не получается, обычно вспоминают про нечеткую логику
Здесь как раз, если смотреть на двухпараметрический регулятор, нечёткая схема - практически как в учебниках. Ну а в общем случае - да, нечёткие регуляторы нужны только там, где это действительно надо. Чудес они совершать не умеют, а возни с их настройкой немало.
Повторное использование кода не отменяет повторного использования мозга при его повторном использовании.
Аватара пользователя

doza
завсегдатай
завсегдатай
Сообщения: 539
Зарегистрирован: 05 ноя 2012, 07:38
Имя: Дозморов Владимир Владимирович
Страна: Россия
город/регион: Северск
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 24 раза

Регулирование температуры

Сообщение doza »

Из всего выше сказанного я понял что в ручном режиме работает (когда там кто-то ходит чего-то крутит и их это немного напрягает, и решили что у вас слишком много свободного времени), поставим вопрос иначе нагревать или охлаждать ( побывать регулировать сразу двумя не здравая мысль лучше оставить оду задвижку оператору), из приведённых давлений придется на автоматику ставить охлаждение, так-же понятно что динамика изменений не слишком высокая, поэтому лучше сделать с задержкой ( необходимо изменение 2 сек ожидание изменение 2 сек ожидание измерение), при этом надо помнить что при своём линейном открывании/закрывании клапан не совсем линейно пропускает.
Чебурашку видишь???? я тоже не вижу, а он есть.

alex45
шаман
шаман
Сообщения: 938
Зарегистрирован: 30 сен 2016, 15:22
Имя: Соловьев Алексей Леонидович
Страна: Россия
город/регион: Иваново
Благодарил (а): 22 раза
Поблагодарили: 169 раз

Регулирование температуры

Сообщение alex45 »

Надо использовать 2 ПИД-регулятора:
Первый поддерживает температуру, управляет нижним клапаном.
Второй поддерживает давление и управляет верхним клапаном.
Аватара пользователя

petr2off
эксперт
эксперт
Сообщения: 1602
Зарегистрирован: 06 янв 2016, 19:45
Имя: Петров В.Л.
Страна: Россия
город/регион: Красноярск
Благодарил (а): 69 раз
Поблагодарили: 185 раз

Регулирование температуры

Сообщение petr2off »

Мне кажется правильней тогда клапана включать не параллельно, а последовательно.
1-м регулировать температуру, 2-м давление.
Аватара пользователя

VADR
администратор
администратор
Сообщения: 4711
Зарегистрирован: 25 июл 2008, 07:12
Имя: Диев Александр Васильевич
Страна: Россия
город/регион: г. Сегежа, Карелия
Благодарил (а): 192 раза
Поблагодарили: 336 раз

Регулирование температуры

Сообщение VADR »

Ещё вариант. Если я правильно понял, давление в итоге не регулируется: на входных линиях такое, какое получится от источников, на выходной - продиктовано противодавлением. Таким образом, остаётся только регулирование температуры. Тогда можно поступить следующим образом: сделать два отдельных регулятора, первый будет снижать температуру клапаном по первой линии, второй - повышать клапаном по второй. Задание для этих регуляторов сделать с разницей несколько градусов (по технологии это допустимо?). В таком варианте один из клапанов будет полностью открыт, второй - добавлять пар для приведения температуры на выходе к своему заданию.
Повторное использование кода не отменяет повторного использования мозга при его повторном использовании.
Аватара пользователя

Автор темы
Barsik
не первый раз у нас
не первый раз у нас
Сообщения: 353
Зарегистрирован: 02 фев 2010, 22:28
Имя: Корнеев Дмитрий
Страна: Россия
город/регион: Санкт-Петербург
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 7 раз

Регулирование температуры

Сообщение Barsik »

Чтобы дискуссия происходила в более конструктивном русле, с любезного разрешения Заказчика более подробно рассказываю о задаче.
Цель данной модернизации - устранение конструкторского просчета, связанного с неправильной оценкой осевого перемещения ротора ЦСД при нагреве до рабочей температуры. При нагреве до модернизации ротор недопустимо перемещался относительно статора, что приводило к быстрому износу уплотнений и могло быть причиной других проблем. Для решения данной задачи было предложено охлаждать наиболее нагретую часть ротора паром более низких параметров. ЦСД у этой машины двухпоточный, то есть острый пар подводится в центр цилиндра. На центральную часть ротора в процессе модернизации была надета обечайка, внутрь которой подается пар более низких параметров. Кроме того пар более низких параметров подается под корни первой ступени по ходу пара с обоих сторон.

Изображение

Результаты моделирования температурных полей в роторе

Изображение

Отсюда явным образом вытекает, что давление пара в данном случае - какое получится, регулировать его нельзя. А уставка температуры подаваемого для охлаждения пара по идее должна определятся смещением ротора, но это вообще высший пилотаж и пока не рассматривается. На сегодняшний день хочется стабилизировать температуру подаваемого для охлаждения пара, уставка может вручную меняться станционным персоналом.
Запуск и модернизация оборудования без проекта и документации. Дорого.
Аватара пользователя

Автор темы
Barsik
не первый раз у нас
не первый раз у нас
Сообщения: 353
Зарегистрирован: 02 фев 2010, 22:28
Имя: Корнеев Дмитрий
Страна: Россия
город/регион: Санкт-Петербург
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 7 раз

Регулирование температуры

Сообщение Barsik »

Я кажется понял в чем тут лажа при постановке задачи. Предположим, что в установившимся режиме один из клапанов открыт на 10%, другой на 20%, расход пара при этом Q, нужная температура обеспечивается. И предположим, что та же температура на выходе получится при открытии клапанов на 30 и 60% соответственно, а расход пара при этом будет 3Q. А для решения целевой задачи (поддержания температуры ротора) требуется весьма определенный расход пара, предположим 2Q.
Если принять допущение, что параметры пара на отборах при изменении мощности агрегата меняются незначительно (значительно меняются общие расходы через агрегат), то можно сделать вывод - достаточно обойтись одним PI регулятором, включенным в линию более "холодного" пара (регулирующий клапан на температуры до 400 градусов хотя бы стандартное изделие и стоит сильно меньше денег).
Что скажет уважаемая публика по данному соображению?
ЗЫ: Турбина К-800
Запуск и модернизация оборудования без проекта и документации. Дорого.
Ответить

Вернуться в «Средний уровень автоматизации (управляющий)»