Выполнение схем автоматизации

[Никита]

Кто этим должен заниматься - вечный вопрос. К сожалению, чаще всего технологи имеют лишь качественные представления об объекте - как в том анекдоте - "сюда кидаешь барана, оттуда вылетают три палки колбасы" или наоборот:). А вот в количественном - сколько колбасы будет если кинуть двух баранов - сложнее.
В данном конкретном случае вопрос про линейность. Т.е. если чтобы понизить температуру на градус надо расход увеличить на 1%, то чтобы снизить на 10 - процентов тоже 10 или эта зависимость сложнее?
Относительно контура расхода - если мне не изменяет память, то расчет гидравлики регулирующих органов и измерительных диафрагм входит в раздел А и выполняется именно в проекте автоматизации. Но лично я, хоть и выучен на инженера по автоматизации, в университете гидравлику не изучал. Потом уже, когда довелось с теплоэнергетикой поработать, эти расчеты освоил. Здесь, перефразируя вопрос, интересно насколько плавает давление при изменении расхода (мощность насоса) и какая часть этого давления теряется на клапане, а какая - на самом охладителе. Ибо, если при сильном открытии клапана у вас проседает давление - какая бы не была чудесная характеристика клапана, требуемый расход вы не получите. То же справедливо для малого авторитета клапана - если гидравлическое сопротивление установки намного больше чем клапана - регулироваться будет плохо. Или, как в примере, который привел Ryzhij - если сильно меняется давление воды - тогда надо регулировать именно расход.
На самом деле, схема "датчик-регулятор-клапан", скорее всего будет работоспособна, вопрос только в качестве регулирования. Именно потому, что я не знаю особенностей вашей конкретной установки, я и предпочел разбить задачу на две - регулирование расхода и собственно регулирование температуры. Да, именно по приведенной черной схеме.
Но эта схема хорошо работает, когда динамика объектов сильно отличается, например ведущий контур (температура) медленный, а ведомый (расход) - быстрый. Или есть технологическая возможность затянуть динамику искусственно, коэффициентами регулятора.
Опять же, если гидравлика рассчитана грамотно и давление стабильно и клапан линеен - тогда именно задание положения на клапан будет определять расход и контур будет лишним.
Книги - да тут читать бесполезно. Основы - это любой учебник по ТАУ, раздел типовых звеньев. Остальное - больше практика.
Кстати, из практики - у вас есть два параметра, определяющих расход воды - это количество продукта и его температура. Хоть один из них можно считать стабильным? И если нет, насколько сильные могут быть скачки? Просто вспомнилась печь по выплавке меди, которая с точки зрения температуры в статическом режиме и после того, как в нее ухнут ковш холодного материала - абсолютно по разному себя ведет с точки зрения регулирования...
Ну и еще попутно, хотя уже похоже на паранойю - охлаждение скорее всего не питьевой водой, ибо дорого, а оборотной, которая часто имеет весьма сильно плавающую температуру... Можно в регулятор расхода затащить корректирующий импульс и регулировать именно количество теплоты... ;)

[ter0pefft]

Дело в том, что технология была сделана давно и у меня нет возможности пообщаться с технологом. Но в вопросе о параметрах воды, сдается мне что скорее всего температура будет постоянной.

[Никита]

А посмотреть тоже возможности нет? Показометров давления не установлено нигде?
Короче, если температура воды более-менее постоянна, вопрос о схеме свелся к тому - можно ли считать клапан регулятором расхода, или в системе есть некие возмущения по расходу, которые лучше компенсировать отдельным регулятором...

[ter0pefft]

т.е. получается если есть возмущения по расходу (скажем при активном разборе например), то сначала необходимо регулировать расход, а уж потом температуру, я Вас правильно понимаю?
зы. Посмотреть возможности нет, т.к. объект находится далекооо от меня))

[Никита]

Примерно так. Возмущения по расходу, либо плохая гидравлика, когда клапан не обеспечивает примерно пропорционального изменения расхода. Или, но это не Ваш случай, когда регулирование одного параметра является возмущением для другого. В данном случае температура расход не возмущает никак. Он зависит только от клапана и давления.
Я просто пытаюсь перестраховаться и отдельно стабилизировать расход. Хотя, по своей сути - это классический регулятор температуры, который стоит на любом бойлере. Иногда железный, прямого действия. Никто там расход не стабилизирует. Точнее - максимальный ограничен шайбой, а реальный - от регулятора температуры. Только в обратную сторону - там греть, тут охлаждать.
А в Вашем случае, если нет технологических заморочек - выходная температура по школьной формуле из восьмого класса будет определяться массами веществ и их начальной температурой. Т.е. при фиксированной температуре воды - простая линейная модель. Классические регуляторы из учебников неплохо с ней справляются..

[ter0pefft]

Никита ну спасибо Вам. Хоть немного прояснилась ситуация)) Буду дальше изучать)

[Никита]

Да не за что... Вообще, на первый взгляд, объект кажется достаточно простым и на нем можно потренироваться именно в части разных структур и алгоритмов.. Хотя, на деле, подводных камней может оказаться масса.. да и тренироваться лучше на кошках, ну то есть на компьютерных моделях ;)

[ter0pefft]

ну то есть на компьютерных моделях ;)

а можно с этого места поподробнее? ;)

[Никита]

В смысле поподробнее? Прикинуть передаточные, и любым софтом моделировать, благо софта сейчас прорва...

[ter0pefft]

В смысле поподробнее? Прикинуть передаточные, и любым софтом моделировать, благо софта сейчас прорва...

я просто если честно и не думал что есть подобный софт Подскажите пожалуйста чем лучше пользоваться, и что значит "прикинуть передаточные" ))

[Никита]

Тут лучше со второй части вопроса начать, как с наиболее сложной. Ибо при известных передаточных функциях объекта подобрать софт для моделирования не представляет труда. Те же VisSim или Matlab с Simulink'ом...
Вот кстати, для общего ознакомления - не совсем Ваш случай, но похоже
http://www.nbuv.gov.ua/portal/natural/N ... e_21_8.pdf
С самой моделькой в симулинке там немного перемудрили, можно было бы преобразование Лапласа сделать и в явном фиде функции туда вбить, а не городить схему с интеграторами...
Основная сложность - коэффициенты модели, точнее даже постоянные времени. Их либо долго и сложно высчитывать исходя из геометрии и масс, что требует полной информации об установке. Или снимать с разгонной характеристики объекта, что намного проще теоретически, но требует физического запуска установки.

[ter0pefft]

Тут лучше со второй части вопроса начать, как с наиболее сложной. Ибо при известных передаточных функциях объекта подобрать софт для моделирования не представляет труда. Те же VisSim или Matlab с Simulink'ом...
Вот кстати, для общего ознакомления - не совсем Ваш случай, но похоже
http://www.nbuv.gov.ua/portal/natural/N ... e_21_8.pdf
С самой моделькой в симулинке там немного перемудрили, можно было бы преобразование Лапласа сделать и в явном фиде функции туда вбить, а не городить схему с интеграторами...
Основная сложность - коэффициенты модели, точнее даже постоянные времени. Их либо долго и сложно высчитывать исходя из геометрии и масс, что требует полной информации об установке. Или снимать с разгонной характеристики объекта, что намного проще теоретически, но требует физического запуска установки.

сейчас читаю про передаточные фукнции и типовые динамические звенья, уфф.... Неужели каждый проект Вы начинаете с таких расчетов? Это же с ума можно сойти :D

[Никита]

сейчас читаю про передаточные фукнции и типовые динамические звенья, уфф.... Неужели каждый проект Вы начинаете с таких расчетов? Это же с ума можно сойти :D

Конечно нет :) Никто этих расчетов специально не делает. Да и рассчитать теоретически динамику реального объекта часто нет возможности - слишком много неизвестных величин.
А формальное изучение набора звеньев позволяет представить поведение практически любого объекта... Это как школьный курс арифметики... Вы же на рынке, когда сдачу считаете - не задумываетесь о том, где слагаемое, где сумма а где множители и делители... Просто смотрите и пытаетесь прикинуть кто кого обсчитал. А если есть явные сомнения - то уже можно пересчитывать по всем правилам..
Да и упрощается все обычно сильно... Если есть два инерционных звена, одно разгоняется за минуту, а другое за полсекунды - то в большинстве случаев можно не высчитывать общую функцию, а просто пренебречь вторым, т.к. динамику определит первое. :)
Главная проблема не изучить типовые звенья, а научиться видеть их в реальных объектах. Тогда структура системы будет вырисовываться сама собой, пусть и с неизвестными коэффициентами и постоянными времени. Что вот микромашина постоянного тока в координатах "напряжение-обороты" будет инерционным звеном (вроде второго порядка - ток от напряжения и обороты от тока или момента), а если приделать редуктор, то тот же моторчик в координатах "напряжение-угол поворота" можно спокойно считать интегратором, потому как по сравнению со скоростью поворота вала эти две инерционности незначительны... Или что МЭО фактически представляет собой интегрирующее звено с неилинейным элементом на входе, а МЭО+ШИМ - можно считать линейным интегрирующим. А МЭО+датчик+регулятор положения с ШИМ-выходом - инерционным, хотя тут уже многое зависит от регулятора...
А по известной структуре уже можно пытаться синтезировать регуляторы, понимая что вот тут нужен импульсный, тут аналоговый а там - релейный... И, возвращаясь к началу разговора - что вот тут нужна местная обратная связь по расходу, а в этом случае без нее можно обойтись...

[ter0pefft]

Приподнимем немного тему :)
Возник очередной вопрос в процессе рисования схемы автоматизации упрощенным способом по ГОСТ 21.408-93. Вот допустим есть у меня несколько контуров автоматизации, и каждый из контуров управляется своим регулятором. Нужно ли как то графически разделять эти контура? Т. е. имеется ввиду нужно ли вводить свои условные обозначения, например функции контура в кружочке - это выполняет регулятор 1, функции контура в кружочке вписанном в квадрат - выполняет регулятор 2. Просто видел нечто подобное, но там было разделение на РСУ и ПАЗ.

[Бондарев Михаил]

Просто видел нечто подобное, но там было разделение на РСУ и ПАЗ.

Владимир сам вопрос задал - сам и ответил.

Желательно визуально обособлять (группировать на листе) связанные элементы, так схема читается гораздо проще.

[Studentka)]

Здравствуйте!Я студентка ,пишу дипломную работу "Модернизация АСУТП обогатительной фабрики". нужно собрать мнемосхему.Возможно что то есть у Вас в этом направлений?!сама не могу,не знаю с чего начать,прошу помочь!заранее спасибо!

[Бондарев Михаил]

Начинать, Индира, надо с поездки на фабрику и преддипломной праактики. Ну хотя бы на пару дней там показаться, походить-посмотреть что как устроено, поспрашивать персонал что как работает.